GMC-IProsys工厂位于英国，是专业的电流测试解决方案供应商。我们为用户提供专业的OEM制造和标准测量产品。服务众多的系统集成商、仪器制造商以及能源管理系统供应商。
    

    应用领域

   
    工业或住宅电气安装测试

    泄漏电流测试

    过程控制（4-20mA），电流回路验证

    UPS或电池充放电系统

    逆变器、开关电源或工业控制中的波形分析

    汽车应用，如汽车电池引线漏电流测量，ECU睡眠模式检测和电流分析

    典型客户一：测试与测量仪器制造商

    产品特点

    可以覆盖AC和DC电流测量

    测量范围可以从mA最高至2000ADC和6000AAC

    所有的产品都可以测试快速上升电流（DC至100kHz；AC最高至2MHz）

    我们的技术有更好的外磁场干扰抑制能力，更高的分辨率和带宽及低的相位漂移。

    典型客户二：汽车电子厂商或系统集成商

    典型应用

    ECOS系统（电气检查系统）

    诊断中的电流分析和漏电流测试

    启动电流测试

    点火线圈或电喷电流测试

    混合动力汽车诊断

    GMC-IProsys为汽车领域订制各种钳口的传感器

    典型客户三：能源管理系统供应商

    AC柔性电流传感器

    适用于万用表和电能质量分析仪

    •应用范围广，3档量程：

    3A/30A/300AAC和高带宽20Hz...100kHz适用于电能质量分析。

    •由于动态量程以及高灵敏度的传感器，甚至低电流也可精确测量。

    •低的导体位置影响以及最小化的漏磁影响。

    •由于传感器横截面仅有6mm，非常适合在狭小空间内使用。

    •甚至戴防护手套时也可安全操作；无论是打开传感器，还是调节量程都可单手操作。

    •长时测量时可选用外部电源供电：

    –MAVOWATT20/30/230/240/270：DC/DC变压器ISOFLEX-MHXL

    •电流传感器防护等级IP50，测量放大器防护等级IP40

    •极高的安全等级1000V@CATIII,600V@CATIV，

    和较强的过载能力。

    应用：METRAFLEX300M或METRAFLEX300MXBL设计用来安全、精准和灵活的测试母线排和配电箱。线圈在狭小的空间或通道中都可理想使用。

    METRAFLEX系列是利用了罗氏原理的交流电流传感器。连接到合适的仪器上（万用表、数据记录仪、示波器和电能质量分析仪上），便可测试高可达300A的交流电流。

    此柔性电流线圈可以测量难以接近的导体电流。为此，电流传感器能被放到一个或若干个各种类型和设计的导体上（绝缘线缆，母线排和管线）。

    内部电池可让测量放大器单独工作。

    柔性电流传感器如需外部电源供电用于长时测量，

    请参考附件ISO-FLEX-MHXL。

    技术参数：特征METRAFLEX300M；量程3A30A300A；比例因数110100；输出变比1000mV/A100mV/A10mV/A

    精度：(45...65Hz)±1%读数±0.2A1)±1%读数±1A1)

    噪音3mVeff.1mVeff.0.1mVeff.

    输出接口1对4mm带防护的香蕉头

    特征METRAFLEX300MXBL

    量程3A30A300A

    比例因数220200

    输出变比500mV/A50mV/A5mV/A

    精度：(45...65Hz)±1%of读数±0.1A1)±1%读数±0.5A1)，噪音1.5mVeff.

    输出接口4针电能质量分析仪接头

    1.标准条件下： METRAFLEX300M,METRAFLEX300MXBL

    AC柔性电流传感器，影响量

    输出负载，100k为规定，精度频率范围20Hz到100kHz(–20%衰减)相角误差<1°(45...65Hz)

    位置精度：2.5%读数

    外部磁场：0.25%测量范围

    在距离>100mm，从传感器温度系数0.15%读数/°K

    标准条件

    环境温度+15C...+25C相对湿度20%...75%工作电压3V0.5V被测信号频率45Hz...65Hz

    被测量信号波形正弦功率频率

    磁场<30A/m

    导体位置导体位于线圈中心，并与线圈面垂直；

    线圈呈圆形

    输出负载100k

    机械设计

    测量放大器

    尺寸110(H)x65(W)x23(D)mm输出

    测量信号METRAFLEX300M：

    0.5m同轴电缆，4mm带防护香蕉头；METRAFLEX300MXBL：

    0.5m同轴电缆，4针电能质量分析仪专用接头。

    材料ARNITET06-200SNF双重绝缘，UL94V-0

    防护IP40依据DINVDE0470Part1/EN60529

    罗氏线圈电流传感器

    传感器长度16cm，双重绝缘

    （可选22cm或31.5cm）传感器线圈横截面6mm

    线缆探头和外壳之间，长度2m材料传感器Alcryn2070NC

    锁紧位置LATILATENE7H2WV0

    防护IP50依据DINVDE0470Part1/EN60529

    环境条件

    使用温度–20°C到+65°C(–4°F到+149°F)

    测量放大器的供电电源

    电源2节AAMN1500LR6碱性电池或

    METRAFLEX300M：

    外部供电(3.5...12VDC/最大100mA)METRAFLEX300MXBL：

    外部供电(2...3VDC/最大100mA)

    电池使用寿命METRAFLEX300M：大约150小时；

    METRAFLEX300MXBL：大约80小时

    外部供电电源

    带电缆接头，长0.5m，带2mm安全插头

    接头管式插孔5.5/2.1mm在负中心轴

    显示功能

    电池状态LED（橙）“LOWBATTERY”灯亮

    –电池电量太低,

    或

    –外部供电

    过流状态LED（红）“OVERLOAD”过载灯亮

    储存温度–40°C到+75°C(–40°F到+167°F)湿度15%到85%，无冷凝水

    电气安全

    安全等级II，双重绝缘安全标准EN61010-1:2001

    EN61010-031:2002+A1:2008

    EN61010-2-032:2002

    测量等级1000VRMSCATIII,600VRMSCATIV输出对地电压最大30V

    污染等级2(传感器和测量放大器)

    电磁兼容性EMC

    干扰发射EN61326-2:2006classB抗干扰度EN61326-2:2006

    适用的条例和标准

    DINEN61010-2-032

    (VDE0411-2-032)Safetyrequirementsforelectricalequipmentformeasurement,controlandlaboratoryuse–Particularrequirementsforhand-heldandhand-operatedcurrentsensors

    EN60529

    VDE0470Part1Testinstrumentsandtestprocedures

    –degreesofprotectionprovidedbyenclosures(IPcode)

    METRAFLEX300M,METRAFLEX300MXBL

    AC柔性电流传感器

    METRAFLEX300MXBL：打开传感器

    METRAFLEX300MXBL

    GMC电流钳在汽车行业的应用

    1.长鼻钳

    ·长而窄的钳头，适合测量狭小空间的线束。
    ·高分辨率的开环霍尔原理.

    ·可电池或外部电源供电

    ·测量范围至60A

    ·典型应用–汽车领域喷油嘴、燃油泵电路等常用检测工具

    ·客户–Snap-On（实耐宝）&HellaGutmann（海拉-古特曼）

    2.扁型钳

    ·适用于狭窄空间的电流测量

    ·成本低

    ·开环霍尔原理.

    ·只能外部供电

    ·高达2000A的测试量程

    ·典型应用–汽车测试中启动电流测试、电池充电测试及通用的测量工具

    ·客户–Midtronics（密特电子）,HellaGutmann（海拉-古特曼）,AVL（李斯特内燃机及测试设备公司）,DaimlerChrysler（戴姆勒·克莱斯勒）,Actia（欧科佳）

    3.GPP系列

    ·25and32mm两种钳头直径
    ·两种尺寸都可以用开环和闭环霍尔原理.

    ·宽频DCto100kHz(Closedloop),DCto20kHz(Openloop)both-0.5dB

    ·可以电池或外部电源供电

    ·闭环到300A，开环到2000A的测量范围

    ·此系列的电流钳可用于任何需要无损测量电流的场合，比如变压器、开关电源、工控设备、汽车电子等。

    ·客户–来自汽车工业和供电系统的庞大群体。

    4.机械钳

    ·为汽车产线出厂测试设计，坚固耐用

    ·耐磨的硬质塑料或铝制钳头

    ·23and32mm两种规格

    ·闭环霍尔原理

    ·外部电源供电

    ·钳头可以独立于钳身单独供电

    ·为Actia定制了蓝牙传输模块

    ·客户–GIT(Hyundai,Kia)Actia(标志雪铁龙)Bosch(Ford,Volvo,LandRover,MAN)，贺尔碧格(保时捷)

    5.为客户提供从产品到系统的个性化定制服务

    可用于系统集成的闭环AC/DC电流传感器

    GMC-I集团AT系列传感器特点：

    准确、坚固、多功能、可靠
    两个型号AT30和AT300

    交流/直流瞬时输出高达300安培

    单电源和双电源版本

    精确度高，分辨率达1mA

    钳口可打开，便于测量接线

    紧凑的轻量化设计

    带宽范围DC-100KHz

    DIN式导轨安装或面板安装可选

    高达1mA的分辨率：先进的磁路设计使得传感器精度几乎不受外部磁场或偏心导线定位的影响

    电磁兼容特性一致性：符合欧洲安全和电磁兼容标准，通过降低电磁干扰的敏感性，确保了高可靠性和安全的产品

    典型使用场合

    铁路轨道

    电池充电系统

    汽车应用，如汽车蓄电池导线的泄漏电流测量、电子控制单元休眠模式检测和电流分析

    电信供电线路

    机场照明电路

    NON-INVASIVEAC/DCSPLITCORECURRENTTRANSDUCERS

    MODELAT30AT300

    CurrentRange30ADCorACPEAK300ADCorACPEAK

    OutputSensitivity100mV/A10mV/A

    OutputZeroDrift±1mV/°C±0.1mV/°C

    OutputConnectionVia5pinconnectorPhoenixMC1,5/5-G-3,81or2.9mscreenedcable

    FrequencyRangeDCto100kHz(-3dB)

    Resolution±1mA

    BasicAccuracy±1%ofreading±5mA

    ConductorPositionSensitivity<±0.5%relativetocentrereading

    ConductorDiameter25mmmaximum

    PowerSupply+12V±5%external±15V±10%external

    CurrentConsumption25mA+1mA/Ameasured

    LoadImpedance>10kΩ

    技术参数

    工作温度：-20℃至65℃

    温度系数：±0.02%读数/℃

    储存温度：-20℃至85℃

    防护等级：IP40

    所有精度均在：23C±1C时满足

     我们的新型CP系列AC/DC电流是基于霍尔效应原理的。这些电流钳使用新的磁芯设计，提供更高的外部磁场抑制，从而改善了整体性能。CP范围包括3个不同的钳口尺寸/开口（12,25和32毫米），使其易于进入受限区域内的导体。

    CP系列适用于测量DC-400HZ频率范。不同型号有4/40A，40/60A和40/400A，带有4000计数位的液晶显示器。

    主要优点是：

    非侵入式直流和交流电流测量，高达400A.

    整体精度高，动态范围宽

    自动量程，自动断电和自动零点

    1mA的分辨率用于泄漏电流测量

    显示保持模式，方便使用。

    方便进入受限区域。

    优越的外部磁场场抑制。

    改进的导体位置灵敏度

    模拟输出用于波形分析（CP61）

    可以根据用户要求定制

    典型应用：

    电气维护、修理和机器安装和启动应用分析

    汽车或卡车中的漏电电流或起动电流分析

    太阳能电池板的安装和维护

    过程控制应用中的4～20mA电流回路测试

    高时钟频率下逆变器电流的控制

    汽车应用：

    -独立电池泄漏电流测量

    -ECU（电子控制单元）需要高精度和高分辨率的睡眠模式的检测

    I国内外研究现状

    磁通门是利用被测磁场中高导磁铁芯在交变磁场的饱和激励下，其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的一种传感器。磁通门传感器也称磁强计，由探头和接口电路组成，具有分辨率高(高可达10-11T)、测量弱磁场范围宽(在10-8T以下)、可靠、简易、经济、耐用、能够直接测量磁场的分量和适于在高速运动系统中使用等特点。磁通门传感器的研究起始于1928年，几年后才出现了利用磁性材料自身磁饱和特性的磁通门磁强计，它被用来测量1mT以下的直流或低频交流磁场。1936年，Aschenbrenner和Goubau称达到了0.3nT的分辨率。在第二次世界大战中，用于军事探潜的磁通门传感器有了较大的发展。

    用电流传感器作为电气设备绝缘在线检测系统的采样单元，已得到业内人士的共识。目前，电流传感器有多种类型，如霍尔传感器、无磁芯电流传感器、高导磁非晶合金多谐振荡电流传感器、电子自旋共振电流传感器等。由于电力系统使用环境的特殊性，许多传感器存在自身的局限性。目前应用于电力系统的电流传感器多是以电磁耦合为基本工作原理的，从采样方式上分，这类传感器主要有直接串入式、钳式、闭环穿芯式三种。大量的研究试验表明，基于“零磁通原理”的小电流传感器更适合电力系统绝缘在线检测的要求。本文所述小电流传感器即是以磁通门技术为基本原理，加上闭环控制在电子电路中的应用，使小电流传感器具有高精度、高稳定度、抗干扰能力强等优点[1]。

    磁通门是一种磁测量传感器。由于它在动目标中可以极敏感地感应地磁强度,早在本世纪30年代就被应用于航磁测量部门。近20年来,在物理学、电子技术、金属冶炼等方面取得的巨大成果,使磁通门在弱磁测量、抗电磁干扰、耐高温、可靠性、寿命、价格方面取得了前所未有的进展。在地质勘探和石油钻井中,包括磁通门在内的敏感元件提供的有关钻头前进方向的信息,使按设计井身轨迹实现高质量定向—水平钻井成为可能。

    我在这里简单列举几个国际上取得的成果。MilanM.Ponjavic等人提出了一种自激震荡的磁通门传感器模型，对在模型中影响传感器工作的主要特性都进行了讨论[2]。Q.Ma等人设计了一种新型DC传感器，这种新型DC传感器可以有效提高测量的准确度，同时具有良好的线性度。这种传感器是基于磁势自平衡和反馈补偿的[3]。EyalWeiss等人研究了一种正交磁通门传感器，这种传感器不仅改善了磁通门的等效磁噪声，而且简化了磁通门的输出过程[4]。Szewczyk,R课题组为我们呈现了一种双轴微型化磁通门传感器，这种传感器的铁芯由铁钴合金制造，并且依托于PCB多层技术，同时为磁通门的进一步微型化提供了依据[5]。GuillermoVelasco-Quesada等人设计了一种大电流测量装置，并且通过增加开关电源和产生磁补偿电流开关使得在功率方面取得了很大的提高[6]。

    II磁通门技术原理

    磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁率磁芯在交变磁场的饱和激励下，其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的。这种物理现象对被测环境磁场来说好像是一道“门”，通过这道“门”，相应的磁通量即被调制，并产生感应电动势。利用这种现象来测量电流所产生的磁场，从而间接的达到测量电流的目的。

    磁通门现象是变压器效应的伴生现象,也服从法拉第电磁感应定律。我们从简单的单铁心磁通门探头来说明其工作原理。如图1,在一根铁心上缠绕激磁线圈和感应线圈,铁心由软磁材料制成,其横截面面积为S,磁导率为μ,载流激磁线圈在铁心上建立的激磁磁场强度为H,感应线圈的有效匝数为W2。

    在未认定S、μ、H和W2中的任一参数为不变量，根据法拉第电磁感应定律,感应线圈上应产生的感应电势为：

    e=-10（W2μHS）（1）

    如果S和W2都不变,铁心远离饱和工作状态,其磁导率μ常数,这个物理模型中的感应电势e将仅仅是激磁磁场强度H变化的结果。如果激磁磁场强度

    H=Hmcos(2πf1t)(2)

    式中:Hm为激磁磁场强度幅值;f1为激磁电源频率。则式(1)变为

    e=2π×μW2SHmsin(2πt)(3)

    这是理想变压器效应的数学模型。

    实际变压器效应数学模型应为：

    e=2π×f1(t)W2SHmsin(2πf1t)－W2SHmcos(2πf1t)(4)

    然而,铁心磁导率μ(t)无正负之分,是个偶函数。将μ(t)展为傅立叶级数时,可得：

    μ(t)=μ0m+μ2mcos4πf1t+μ4mcos8πf1t+...(5)

    式中:μ0m为μ(t)的常值分量;μ2mμ4m分别为μ(t)的各偶次谐波分量幅值。

    将式(5)代入式(4),得：

    e=2π×f1W2SHm[(μ0m+0.5μ2m)sin2πf1t+1.5×(μ2m+μ4m)sin6πf1t+2.5×(μ4m+μ6m)sin10πf1t+...(6)

    由上可知,考虑铁心磁导率产的变化后感应电势,将出现奇次谐波分量。考虑环境磁场实际施加在铁心轴向的分量HOL时,式(4)将变成：

    e=2π×f1μ(t)W2SHmsin(2πf1t)－W2SHmcos(2πf1t)－W2SHOL(7)

    当比铁心饱和磁场强度和激磁磁场强度幅值Hm都小得多时,它对铁心磁导率μ(t)的影响可以忽略。单独由HOL引起的感应电势e的增量eHOL为:

    e=()=－2π×f1W2S(2μ2msin4πf1t+4μ4msin8πf1t+6μ6msin12πf1t+...)(8)

    式(8)证明只要铁心磁导率μ随激磁磁场强度而变,感应电势中就会出现随环境磁场强度而变的偶次谐波增量e(HOL)。

    当铁心处于周期性过饱和工作状态时,e(HOL)将显著增大。利用这种物理现象就可以测量环境磁场。但与变压器效应相比较,其感应线圈输出的磁通门信号。e(HOL)相当微弱。为实现精确测量,可设计成差分输出探头来消除磁通门探头变压器效应的感应电势。

    III存在的问题

    电流测量方法主要包括：分压电阻、电流互感器、霍尔电流传感器、Rogowski线圈(罗氏线圈)、磁通门电流传感器、磁阻电流传感器。其中霍尔电流传感器和磁通门电流传感器能够检测交流和直流。霍尔电流传感器能够检测几千安培的电流，精度范围在0.5%和2%之间，但是霍尔电流传感器的检测精度受温度和外界磁场影响较大，这就限制了霍尔元件的应用范围[6]。

    多年来磁通门传感器广泛用于地质勘探和太空探测中，传统的磁通门传感器还应用于弱磁场检测，比如地磁场探测、铁矿石探测、位移检测和无损检测等方面[7]。由于二次谐波解调电路的复杂性和工业磁材料性能的限制使得这种传感器对于一般工业应用来说过于昂贵。近年来随着软磁材料的快速发展和电子元件价格的下降使得磁通门电流传感器经济价格上可与霍尔传感器进行相比。同时，对于直流测量应用的性能优越，磁通门电流传感器不失为一种好的选择。与霍尔传感器相比，磁通门电流传感器具有低温漂和低漂移的优点。由于磁通门电流传感器的磁芯工作在周期性的饱和与非饱和状态，所以磁场偏移得到有效抑制，同时保证了磁通门电流传感器较高的测量精度。

    由于磁通门能够检测的最大磁场不过数十高斯，所以磁通门仅适用于微弱的直流或者低频交流电流的检测。复杂的二次谐波处理电路以及铁磁材料性能的限制，使得磁通门电流传感器成本较高，在工业领域的应用中存在着局限性。

    IV应用现状及前景预测

    磁通门从其问世以来得到了不断的发展和改进，被广泛应用在各个领域，如地磁研究、地质勘探、石油测井、空间磁场探测、磁性导航、武器侦察、探潜、磁性材料测试和材料无损探伤等弱磁场探测的各个领域。近年来，磁通门在宇航工程中也得到了重要应用，例如，用来控制人造卫星和火箭的姿态，测绘太阳的“太阳风”和带电粒子相互作用的空间磁场、月球磁场、行星磁场以及星际磁场的图形等。美国宇航局(NASA)目前正在制订的一项雄心勃勃的微型仪器技术开发计划，主要目的是发展适合21世纪的小型、低价、高性能航天器，利用MEMS技术对航天器有效载荷的某些机电部件进行微型化，以极大地减小各种科学仪器和传感器的体积和质量，提高探测器的功能密度。美国喷气推进实验室(JPL)称这些微型仪器将是新的微型实验室的心脏，它们主要包括：火星登陆器、微加速度计、微磁强计、微湿度计、微气象站、微地震仪、微集成相机、微成像光谱仪以及微推进器等。由此可见，微型磁通门在其计划中的位置。

    目前磁通门技术的发展方向有：1、提高分辨率。2、提高测强精度。3、提高分辨率、带宽和精度的综合技术水平。4、提高测量上限。5、提高分辨率、精度和拓宽量程的综合技术水平。6、研制简易型、微型化和元件化磁通门器件。

    传统制造磁通门的方法是在高导磁铁芯上用机械的方法缠绕上励磁线圈和感应线圈制成探头，再与接口电路连接起来，这种方法制作的磁通门在体积、质量以及功耗等许多方面都难以实现微型化。目前，利用MEMS技术与半导体集成电路工艺相结合是研制微型磁通门传感器的突破口。

    微型磁通门传感器的研究方向如下：①系统化，将探头与接口电路完全集成在一个芯片上，制成真正的磁通门MEMS系统;②阵列化，根据需要在一个芯片上制作一系列磁通门探头不仅可以提高传感器的性能，也可完成某些特定的功能，如制作微型磁罗盘;③利用微加工技术，从而提高磁通门传感器的性能，特别是磁芯的性能;④利用计算机模拟与仿真软件对磁通门的接口电路进行模拟优化，提高电路的性能;⑤利用计算机对微型磁通门探头结构进行模拟计算，以缩短设计周期，提高研究效率，进一步降低成本;⑥向实用化、商品化方向发展，从而促进相关产业的发展。

    现在一些国际上的公司已经将传感器微型化进行了生产，并取得不错的成绩，以霍尔传感器的应用广泛，已实现产品化。剑桥大学将磁通门原理制成测量探头应用在PCB板上，成功制得了产品。

    V参考文献

    [1]吴嘉慧，施文康，“磁通门技术在检测中的应用”，国内技术12期，2000.

    [2]A.Q.Ma,“DCsensorbasedonmagneticpotentialself-balanceandfeedbackcompensation，”IETSoftware,vol.3.no.4,pp.312-316,2009.

    [3]EyalWeiss,“OrthogonalFluxgateEmployingDigitalSelectiveBandpassSample,”IEEETransMagn,vol.48.no.11,pp.4089-4091,2012.

    [4]MilanM.Ponjavic,“NonlinearModelingoftheSelf-OscillatingFluxgateCurrentSensor,”IEEESensorsJ.,vol.7.no.11,pp.1546-1553,2007.

    [5]PiotrFrydrych,“Two-Axis,MiniatureFluxgateSensors,”IEEETransMagn,vol.48,no.4,pp.1458-1488,2012.

    [6]GuillermoVelasco-Quesada,“Designofalow-consumptionfluxgatetransducerforhigh-currentmeasurementapplications,”IEEESensorsJ.,vol.11.no.2,pp.280-287,2011.

    [7]RipkaP,BillingsleySW.Fluxgate:Tunedvs.untunedoutput,IEEETrans.Magn.1988,(34),1303-1305

    [8]Kaluza,AGrüger,HGrüger.Newandfutureapplicationsoffluxgatesensors.Sens.ActuatorsA,Phys,2006,(106):48–51

本文会着重分析到的霍尔式，在遍及工业与生活的各大领域中，电流检测是不容忽视的一个重要市场门类。传统上，常见到的检测技术包括电阻采样式（Shunt），电流互感器式（Current Transformer），磁阻式（xMR）等。

霍尔式电流传感器具有当今业界技术成熟和性价比最高等特点，因而广受行业内人士的喜爱；能检测的范围涵盖DC和AC，电流从A级到kA级，灵敏度适中。

霍尔式又可以分为闭环式和开环式电流互感器。从构造复杂度和性价比而言，开环式结构有着更高的综合效益。开环霍尔检测，主要有单芯片检测技术，和霍尔检测模块技术两种。单芯片技术对于小电流范围和低功耗应用好。---线性霍尔传感器

本文将针对霍尔电流模块，着重探讨其中的磁场学考量和电子设计因素，以帮助您进行模块设计。

我们知道，霍尔效应利用垂直磁场中的霍尔板，感应出与磁场成正比的电压（即霍尔电压）的原理，进行磁场测量。现实世界中的磁场源无非三种，磁铁是其中一种，而导体流过的电流，也是重要的一种。根据安培右手螺旋定则，直导线电流，产生环绕导线方向的磁场。

但是，当单纯依靠电流产生磁场时，由于相对自由的散布在空间，非常容易受到外在杂散磁场影响。比如，其他通电导线，或者附近电机的磁场都有可能完全混淆到磁场中，使原本的待测电流信号不可辨分。

检测磁铁为例的霍尔效应示意图

霍尔式电流传感器构造原理：

作为基本的磁学原理，所有各条磁感线具有永不相交和各自闭合的特性。当使用带气隙（airgap）的磁环时，由于磁环本身为软磁（Soft Iron）材料的导磁（magnetic conduction）特性，使电流产生的磁场汇聚到磁环中，并在气隙中产生均匀磁场（homogeneousfield）。由此，很容易直观理解其结构的两大优点，外在杂散磁场对气隙中的磁场影响小到可以忽略，并且在气隙中磁场因获得额外增益而得以加强。---电流传感器

在气隙狭小的空间中，磁环方案的电流检测获得出色的抗干扰、抗共模特性。

假设气隙的大小是g（mm)，如图所示。而导线通过的电流为I（A），则磁感强度B（mT）可以由以下经验公式计算出

以电流为400A、气隙大小是2.5mm为例，在气隙内的区域，可以产生200mT(即2000Gauss)的磁场。

这时候，为了检测该磁场，气隙中需要一颗能够处理200mT磁感应强度的线性霍尔电流传感器芯片放置在气隙中，它可以用来反映被检测的电流。

电流测量的常用传感器，一种是分流器，另一种就是霍尔电流传感器。霍尔电流传感器属于依靠电磁特性检测电流的传感器。

霍尔电流传感器的原理：

1 、霍尔效应是什么：

霍尔效应指的是，有小电流通过的一个半导体薄片置于磁场中，受到磁场作用影响电流发生偏转，在控制电流的垂直方向上的半导体两侧形成了电压差，该电势差就是霍尔电压。霍尔电压的大小，与磁场强度和半导体内通过的控制电流成正比。

根据霍尔电压与磁场强度的正比例关系，设计装置，提供恒定的控制电流，那么霍尔电流的大小就只收到磁场强度一个因素的影响，进而霍尔电压的变化可以反应磁场强度的变化。而磁场是由相应电流产生的，与电流具有明确的联动关系。这就是利用霍尔元件测量电流强度的基本原理。

2 、霍尔电流传感器的应用类型

1）直检式霍尔电流传感器又叫开环式霍尔电流传感器、直放式霍尔电流传感器

当在一根长导线中通以电流时，在导线的周围会有磁场产生，该磁场的大小与通过导线的电流成正比。利用薄半导体片的霍尔效应，测量霍尔器件感应生成的电压信号，经过放大器放大霍尔电压后，可以直接测量霍尔电压。直检式霍尔电流传感器的优点是电路简单、成本较低、能量效率高、检测范围广及电耗低等；缺点是精度、线性度较差、响应速度较慢、且温漂较大。

2）磁平衡式霍尔电流传感器，又叫闭环霍尔电流传感器、零磁通霍尔电流传感器、零磁通互感器

磁平衡式霍尔电流传感器是依据磁场平衡原理工作的。原边电流在聚磁环处所产生的磁场，使得霍尔元件上产生电压偏差；

电压信号传递给放大器后，经过放大的电流信号输送给次级线圈（下图中红色绕组），在次级线圈上感应出的电流所产生的磁场，方向与原边磁场相反。经过反复调整放大器输出电压， 原边产生的磁场与次级线圈产生的磁场在气隙处互相抵消，从而使得半导体薄片处于零磁通的环境中。

达到这种平衡状态以后，检测放大器输出电流，推算得到原边回路电流值。  磁平衡式霍尔电流传感器的优点是精度高、响应时间快、温漂小、线性度好及抗干扰能力强。缺点是测量范围较固定，成本、能耗较高。

霍尔电流传感器的分类和测量原理是什么：

根据霍尔效应原理，除了霍尔效应原理外，霍尔电流传感器还采用磁通门技术和磁阻技术来测量电流。磁通门技术的原理测量精度高于霍尔效应原理，一般用于高精度实验室电流传感器等检测仪器的研发。以下是基于霍尔效应原理的电流传感器。

霍尔电流传感器分类

霍尔电流传感器可以分为开环式霍尔电流传感器和闭环式霍尔电流传感器两种测量方法。在结构上，这两种类型的传感器比开环式传感器多了一个线圈，闭环式传感器在精度上优于开环式传感器。

闭环式霍尔电流传感器工作原理

与开环霍尔电流传感器相比，闭环霍尔电流传感器增加了一个补偿线圈，线圈缠绕在铁芯上。当电流传感器通过铁芯时，铁芯感应到磁场，霍尔元件将磁场转换成电压。电压放置后，驱动电路产生补偿电流。补偿电流通过线圈产生磁场，与原边电流产生的磁场大小相反，从而抵消原边磁场，处于磁平衡状态。因此，补偿电流是原边电流缩放后的，缩放比例与补偿线圈的匝数呈线性相关。连接霍尔电流传感器也称为：闭环电流传感器

霍尔电流传感器开环式测量原理

开环式霍尔电流传感器由铁芯制成.霍尔芯片.运输等关键部件组成。当电流通过铁芯时，磁场会在铁芯上感应，磁场会聚集在开口处，被霍尔元件感应，然后相应的电压会被感应出来。电压经过运输处理后导出，运输输出的电压信号与原边电流满足一定的线性相关性，从而将被测电流信号转换成电压信号。单片机可以通过取样电压信号来计算被测电流的大小，从而实现测量电流的功能。开环霍尔电流传感器也叫直测式。由于体积有限，许多芯片级的霍尔电流芯片使用开环测量原理，例如ACS712.ACS758等。

霍尔电流关键部件-铁芯

霍尔电流传感器是一种由结构和电路紧密配合而成的产品，其中，霍尔元件的高度.位置，铁芯材料.长度.横截面积决定了商品的性能。在设计产品时，必须严格按照检测范围计算铁芯的磁路长度。.铁芯的横截面积.磁间隔和霍尔芯片的高度。在霍尔电流传感器的设计中，当然这部分的计算是重要的。

霍尔电流关键部件-霍尔部件

霍尔元件是霍尔电流传感器中的关键元件，其性能影响商品的性能。霍尔元件的作用是在一定范围内将磁通量转换成电压信号。如图所示，霍尔元件将50mT磁通密度转换为电压信号。因此，在选择芯片时，铁芯产生的磁通密度一定不能超过50%mT。