簡介
聖斯爾“SSET”專注研發生産霍爾電流傳感器，将交直流電流電壓功率頻率等電信号，隔離轉換成4-20mA/0-10V等各種标準信号在半導體薄片兩端通以控制電流I，并在薄片的垂直方向施加磁感應強度為B的勻強磁場，則在垂直于電流和磁場的方向上，将産生電勢差為UH的霍爾電壓。
優點
1、測量範圍廣：它可以測量任意波形的電流和電壓，如直流、交流、脈沖、三角波形等，甚至對瞬态峰值電流、電壓信号也能忠實地進行反映。
2、響應速度快：最快者響應時間隻為1us。
3、測量精度高：其測量精度優于1%，該精度适合于對任何波形的測量。普通互感器是感性元件，接入後影響被測信号波形，其一般精度為3%~5%，且隻适合于50Hz正弦波形。
4、線性度好：優于0.2%。
5、動态性能好：響應時間快，可小于1us；普通互感器的響應時間為10~20ms。
6、工作頻帶寬：在0~100KHz頻率範圍内的信号均可以測量。
7、可靠性高，平均無故障工作時間長：平均無故障時間>5-10小時。
8、過載能力強、測量範圍大：0——幾十安培~上萬安培。
9、體積小、重量輕、易于安裝。
由于霍爾電流電壓傳感器以上的優點，故而可廣泛應用與變頻調速裝置、逆變裝置、UPS電源、逆變焊機、電解電鍍、數控機床、微機監測系統、電網監控系統和需要隔離檢測電流電壓的各個領域中。
補償原理
原邊主回路有一被測電流I1，将産生磁通Φ1，被副邊補償線圈通過的電流I2所産生的磁通Φ2進行補償後保持磁平衡狀态，XRDT信瑞達霍爾器件則始終處于檢測零磁通的作用。所以稱為霍爾磁補償電流傳感器。這種先進的原理模式優于直檢原理模式，突出的優點是響應時間快和測量精度高，特别适用于弱小電流的信瑞達霍爾電流傳感器檢測。
知道：Φ1=Φ2I1N1=I2N2I2=NI/N2·I1當補償電流I2流過測量電阻RM時，在RM兩端轉換成電壓。做為傳感器測量電壓U0即：U0=I2RM
按照XRDT信瑞達霍爾磁補償原理制成了額定輸入從～系列規格的電流傳感器。
由于磁補償式電流傳感器必須在磁環上繞成千上萬匝的補償線圈，因而成本增加；其次，工作電流消耗也相應增加；但它卻具有直檢式不可比拟的較高精度和快速響應等優點。
閉環原理
霍爾電流傳感器基于磁平衡式霍爾原理，即閉環原理，當原邊電流IP産生的磁通通過高品質磁芯集中在磁路中，霍爾元件固定在氣隙中檢測磁通，通過繞在磁芯上的多匝線圈輸出反向的補償電流，用于抵消原邊IP産生的磁通，使得磁路中磁通始終保持為零。經過特殊電路的處理，傳感器的輸出端能夠輸出精确反映原邊電流的電流變化。
選型問題
A、選擇電流傳感器時需要注意穿孔尺寸是否能夠保證電線可以穿過傳感器。
B、選擇電流傳感器時需要注意現場的應用環境是否有高溫、低溫、高潮濕、強震等特殊環境。
C、選擇電流傳感器時需要注意空間結構是否滿足。
使用問題
A、接線時注意接線端子的裸露導電部分，盡量防止ESD沖擊，需要有專業施工經驗的工程師才能對該産品進行接線操作。電源、輸入、輸出的各連接導線必須正确連接，不可錯位或反接，否則可能導緻産品損壞。
B、産品安裝使用環境應無導電塵埃及腐蝕性。
C、劇烈震動或高溫也可能導緻産品損壞，必須注意使用場合。
工作原理
它有兩種工作原理，即開環式工作原理和閉環式工作原理。霍爾電流傳感器一般由原邊電路、聚磁環、霍爾器件、次級線圈和放大電路等組成。
工作過程
開環的霍爾電流傳感器采用的是霍爾直放式原理，閉環的霍爾電流傳感器采用的是磁平衡原理。所以閉環的在響應時間跟精度上要比開環的好很多。開環和閉環都可以監測交流電，一般開環的适用于大電流監測，閉環适用于小電流監測。
性能指标
執行标準：IEC688：1992，QB/LF2007-1；
輸入範圍：0~1000A内可選：如0~50A，0~100A等；
精度等級：≤1.0%.F.S；
線性度：優于0.2%；
響應時間：≤10Us；
頻率特性：0~10KHz；
失調電壓：≤20mV；
溫度特性：≤150PPM/℃(0~50℃)；
整機功耗：≤30mA；
隔離耐壓：輸入/輸出/外殼間，AC2.0KV/min*1mA；
過載能力：2倍電流連續，30倍1秒；
阻燃特性：UL94-V0；
工作環境：-10℃~50℃，20%~90%無凝露；
貯存環境：-40℃~70℃，20%~95%無凝露。
接線方法
電流傳感器原邊一般分為PCB安裝和穿孔安裝二種，PCB安裝，原邊電流通過過流針，像AHNP，151，ANP的原邊有多根過流針，可通過客戶PCB闆改變串聯方式改變客戶額定測量電流大小。穿孔安裝就是原邊線纜和母排穿過會産生磁産，然後霍爾電流傳感器感應出磁場大小。
次邊接線方式分為電流型輸出和電壓型輸出，電流型輸出：客戶次邊M端與正負雙電源公共地之間串聯采樣電阻，客戶再采樣該電阻上的電壓然後成比例反映原邊電流。電壓型輸出，客戶直接采樣，使用起來更加方便。
開環和閉環
1、開環霍爾電流傳感器
工作原理：原邊電流流過導體産生的磁場聚集在磁環内，這一磁場的大小與流過導體的電流成正比，通過磁環氣隙中霍爾元件進行測量并放大輸出，其輸出電壓精确的反映原邊電流。
特點：
（1）原邊與副邊之間高度絕緣；
（2）體積小，重量輕；
（3）無插入損耗；
（4）檢測範圍廣；
（5）電耗低。
2、閉環霍爾電流傳感器
工作原理：原邊電流流過導體，産生的磁場，聚集在磁環内，通過磁環氣隙中霍爾元件輸出信号控制的補償電流流過副邊線圈産生的磁場進行補償，其補償電流精确的反映原邊電流。
特點：
（1）頻帶範圍寬；
（2）精度高；
（3）響應時間快；
（4）溫漂小；
（5）線性度好；
（6）電流輸出，抗幹擾能力強。
應用範圍
信瑞達霍爾電流傳感器廣泛應用在變頻調速裝置、逆變裝置、UPS電源、通信電源、電焊機、電力機車、變電站、數控機床、電解電鍍、微機監測、電網監測等需要隔離檢測電流的設施中。目前霍爾電流傳感器已被越來越多的人認識并且使用。
實際應用
1、電壓型逆奕器保護電路
在電壓型逆變器中，如果換相換敗，則很容易使一相中上下兩個橋臂中的半導體器件因過電流而損壞，如上下橋臂采用功率模塊時，要求短路電流保護電路能在短路檢出後10μs内切斷門驅動電路，同時還需考慮電路的傳輸時間。
所以，這種逆變器必須有快速過電流保護裝置，可以用霍爾電流傳感器檢測每個橋臂中的電流。若因換相失敗造成了上下橋臂同時導電，則相應的兩處傳感器可以同時檢出電流信号，該信号與基準電壓比較後轉換成方波。這樣，可通過門電路控制封鎖所有的逆變觸發脈沖，從而達到切斷門驅動電路的目的。
電壓型逆變器保護電路優點是，隻要上下橋臂同時存在的電流超過基準，保護電路立即動作。因為保護早，功率模塊不會經受過大電流的沖擊。其次，保護動作速度快。因為霍爾電流傳感器是無感元件，在功率模塊判斷時，它不會産生過電壓。因此，可簡化設計過程，提高效率。
2、用于變頻調速裝置
利用霍爾電流傳感器還可以檢測變頻調速系統的主回路信号。使用時，第一個電流傳感器模塊接入整流濾波後的直流回路。當檢測到主回路中出現異常尖峰或者有效值超出标準時，電路将迅速切斷逆變觸發電路的觸發脈沖，以保護逆變和整流模塊。另外3個傳感器接入逆變器的輸出回路，用來檢測随頻率變化的交流電流。這樣可以更好地控制轉矩，也可提供防止電機過載所需的信号。
3、電流變送器在逆變焊機中的應用
霍爾電流傳感器在直流檢測中同樣具有電隔離作用，在直流輸出的電力電子設備中，可以利用霍爾電流傳感器測得與主電路隔離的直流測量信号，也可以通過電子控制電路對直流測過流、短路保護和顯示控制，還可用于電流反饋和穩流調節。
4、設施中的應用
霍爾效應傳感器還廣泛應用于變頻調速裝置、逆變裝置、UPS電源、通信電源、電焊機、電力機車、變電站、數控機床、電解電鍍、微機監測、電網監測等需要隔離檢測電流電壓的設施中。
霍爾效應
霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器，是磁電效應的一種。這一現象是霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導電機構時發現的。後來發現半導體、導電流體等也有這種效應，而半導體的霍爾效應比金屬強得多，利用這現象制成的各種霍爾元件，廣泛地應用于工業自動化技術、檢測技術及信息處理等方面。
霍爾效應是研究半導體材料性能的基本方法。通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數，能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數。
流體中的霍爾效應是研究“磁流體發電”的理論基礎。
（1）在要求得到良好動态特性的裝置上使用時，最好用單根銅鋁母排并與孔徑吻合，以大代小或多繞圈數，均會影響動态特性。
（2）電壓傳感器必須按産品說明在原邊串入一個限流電阻R1，以使原邊得到額定電流，在一般情況下，2倍的過壓持續時間不得超過1分鐘。
（3）原邊電流母線溫度不得超過85℃，這是ABS工程塑料的特性決定的，用戶有特殊要求，可選高溫塑料做外殼。
（4）傳感器的磁飽和點和電路飽和點，使其有很強的過載能力，但過載能力是有時間限制的，試驗過載能力時，2倍以上的過載電流不得超過1分鐘。
（5）電流電壓傳感器的最佳精度是在原邊額定值條件下得到的，所以當被測電流高于電流傳感器的額定值時，應選用相應大的傳感器；當被測電壓高于電壓傳感器的額定值時，應重新調整限流電阻。當被測電流低于額定值1/2以下時，為了得到最佳精度，可以使用多繞圈數的辦法。
（6）在大電流直流系統中使用時，因某種原因造成工作電源開路或故障，則鐵心産生較大剩磁，是值得注意的。剩磁影響精度。退磁的方法是不加工作電源，在原邊通一交流并逐漸減小其值。
（7）傳感器抗外磁場能力為：距離傳感器5～10cm一個超過傳感器原邊電流值2倍的電流，所産生的磁場幹擾可以抵抗。三相大電流布線時，相間距離應大于5～10cm。
（8）為了使傳感器工作在最佳測量狀态，應使用簡易典型穩壓電源。
（9）絕緣耐壓為3KV的傳感器可以長期正常工作在1KV及以下交流系統和1.5KV及以下直流系統中，6KV的傳感器可以長期正常工作在2KV及以下交流系統和2.5KV及以下直流系統中，注意不要超壓使用。
（10）電流傳感器必須根據被測電流的額定有效值适當選用不同的規格的産品。被測電流長時間超額，會損壞末極功放管（指磁補償式），一般情況下，2倍的過載電流持續時間不得超過1分鐘。
測量方法
1、原邊導線應放置于傳感器内孔中心，盡可能不要放偏。
2、原邊導線盡可能完全放滿傳感器内孔，不要留有空隙。
3、需要測量的電流應接近于傳感器的标準額定值IPN，不要相差太大。如條件所限，手頭僅有一個額定值很高的傳感器，而欲測量的電流值又低于額定值很多，為了提高測量精度，可以把原邊導線多繞幾圈，使之接近額定值。
例如當用額定值100A的傳感器去測量10A的電流時，為提高精度可将原邊導線在傳感器的内孔中心繞十圈(一般情況，NP=1；在内孔中繞一圈，NP=2；……；繞九圈，NP=10，則NP×10A=100A與傳感器的額定值相等，從而可提高精度)。
4、當欲測量的電流值為IPN/10的時，在25℃仍然可以有較高的精度。
特性參數
1、标準額定值和額定輸出電流
IPN指電流傳感器所能測試的标準額定值，用有效值表示(A.r.m.s)，IPN的大小與傳感器産品的型号有關。
ISN指電流傳感器額定輸出電流，為10~400mA，當然根據某些型号具體可能會有所不同。
2、偏移電流
ISO偏移電流也叫殘餘電流或剩餘電流，它主要是由霍爾元件或電子電路中運算放大器工作狀态不穩造成的。電流傳感器在生産時，在25℃，IP=0時的情況下，偏移電流已調至最小，但傳感器在離開生産線時，都會産生一定大小的偏移電流。産品技術文檔中提到的精度已考慮了偏移電流增加的影響。
3、線性度
線性度決定了傳感器輸出信号(副邊電流：IS)與輸入信号(原邊電流：IP)在測量範圍内成正比的程度。
4、溫度漂移
偏移電流ISO是在25℃時計算出來的，當霍爾電極周邊環境溫度變化時，ISO會産生變化。因此，考慮偏移電流ISO的最大變化是很重要的，其中，IOT是指電流傳感器性能表中的溫度漂移值。
5、過載能力
過載電流傳感器的過載能力是指發生電流過載時，在測量範圍之外，原邊電流仍會增加，而且過載電流的持續時間可能很短，而過載值有可能超過傳感器的允許值，過載電流值傳感器一般測量不出來，但不會對傳感器造成損壞。
6、精度
霍爾效應傳感器的精度取決于标準額定電流IPN。在+25℃時，傳感器測量精度與原邊電流有一定影響，同時評定傳感器精度時還必須考慮偏移電流，線性度，溫度漂移的影響。
選擇方法
合理選擇霍爾電流傳感器，就是要根據實際的需要與可能，做到有的放矢，物盡其州，達到實用、經濟、安全、方便的效果。為此，必須對傳感器測量的目的、測量對象、使用條件等諸方面有較全面的了解，這是考慮問題的前提。
一、依據測量對象和使用條件确定類型
衆所周知：同一霍爾電流傳感器，可用來分别測量多種被測量；而同一被測量，義常有多種原理的霍爾電流傳感器可供選用。在進行一項具體的測量量工作之前，首先要分析并确定采用何種原理或類删的霍爾電流傳感器更合适。這就需要對與霍爾電流傳感器工作有關聯的方方面面作番調查研究。
要了解被測量的特點：如被測量的狀态、性質，測量的範圍、幅值和頻帶，測量的速度、時間、精度要求、過載的幅度和和出現頻率等。
二、了解使用的條件
包含兩個方面：
現場環境條件：如溫度、濕度、氣壓，能源、光照，塵污、振動、噪聲，電磁場及輻射幹擾等；
現有基礎條件：如财力(承受能力)，物力(配套設施)，人力(技術水平)等。
優越性
（1）非接觸檢測。在進口設備的再改造中，以及老舊設備的技術改造中，顯示出非接觸測量的優越性；原有設備的電氣接線不用絲毫改動就可以測得電流的數值。
（2）使用分流器的弊端是不能電隔離，且還有插入損耗，電流越大，損耗越大，體積也越大，人們還發現分流器在檢測高頻大電流時帶有不可避免的電感性，不能真實傳遞被測電流波形，更不能真實傳遞非正弦波型。
電流傳感器完全消除了分流器以上的種種弊端，且精度和輸出電壓值可以和分流器做的一樣，如精度0.5、1.0級，輸出電壓50、75mV和100mV均可。
（3）使用非常方便。取一隻LF型電流傳感器，在M端與電源零端串入一隻100mA的模拟表頭或數字萬用表，接上工作電源，将傳感器套在電線回路上，即可準确顯示主回路0～100A電流值。
注意事項
霍爾電流傳感器受溫度影響比較大，因此需要對該傳感器進行溫度補償.本文在恒溫場中對霍爾電流傳感器施加不同的測試電流，用溫度傳感器監測它的工作溫度，根據監測結果采用二維回歸分析法建立起被測電流，霍爾電流傳感器輸出電壓和其丁作溫度之間的函數關系并進行數據融合處理，削弱溫度對該電流傳感器的幹擾。
