霍爾效應(yīng)于1879年由EdwinHerbertHall發(fā)現(xiàn)，他觀察到一種作用于穿過磁通密度的運(yùn)動(dòng)電荷的力，當(dāng)一個(gè)控制電流穿過該磁場(chǎng)時(shí)，載流子由于受到外加磁通密度所產(chǎn)生的洛侖茲力的影響，其軌跡發(fā)生偏移，這種偏移導(dǎo)致更多的載流子在導(dǎo)體的一端聚集，從而在導(dǎo)體兩端形成一個(gè)電勢(shì)差，這就是霍爾電壓，霍爾效應(yīng)的某些原理與溫度相關(guān)，這就意味著，霍爾效應(yīng)電流傳感器必須包括或提供某種形式的溫度補(bǔ)償，而這會(huì)導(dǎo)致傳感器體積和成本的增加，霍爾效應(yīng)*簡(jiǎn)單實(shí)用的應(yīng)用是開環(huán)傳感器，它提供了體積*小，質(zhì)量*輕，成本*低的電流測(cè)量解決方案，同時(shí)功耗也非常低，開環(huán)傳感器可以測(cè)量直流，交流和復(fù)雜電流波形，同時(shí)還提供電流隔離，不過，開環(huán)傳感器有一定局限性，例如磁路中的磁損耗導(dǎo)致的響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)及帶寬不足，與溫度相關(guān)的增益漂移相對(duì)較大。
相比之下，閉環(huán)傳感器，電流傳感器也叫霍爾效應(yīng)補(bǔ)償式或“零磁通式”傳感器，它利用霍爾元件電壓在次級(jí)線圈中產(chǎn)生一個(gè)補(bǔ)償電流，從而使總磁通量等于零，在零磁通量條件下運(yùn)行霍爾元件消除隨溫度變化的增益漂移，這種結(jié)構(gòu)還有一種顯著的優(yōu)勢(shì)，可以擴(kuò)大傳感器帶寬，縮短響應(yīng)時(shí)間，不過，其主要不足是次級(jí)電源的電流消耗高，因?yàn)樗仨毺峁┭a(bǔ)償電流和偏置電流。
正因?yàn)樗木窒扌�，�?dǎo)致霍爾效應(yīng)電流傳感器不再適用一些領(lǐng)域，尤其是MRI掃描領(lǐng)域，而LEM推出的解決方案主要針對(duì)這個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，與霍爾效應(yīng)技術(shù)相當(dāng)，但是具備明顯優(yōu)勢(shì)，它是一種雙軸磁通門閉環(huán)傳感器，也就是知名的HPCT，由于磁通門技術(shù)已經(jīng)普及了一段時(shí)間，所以LEM可以采用這種技術(shù)并加以改良，*終研發(fā)的傳感器精度非常高，溫度失調(diào)漂移非常低，時(shí)間穩(wěn)定性非常高，優(yōu)良的線性度，超低的輸出噪聲提高了HPCT的精度和分辨率，而超大測(cè)量帶寬（直流到200kHz，-3dB）確保了該電流傳感器 傳感器廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。
對(duì)于較高頻率范圍，次級(jí)電流由兩個(gè)次級(jí)線圈（Ws1和Ws2）之間產(chǎn)生的變壓器效應(yīng)產(chǎn)生，對(duì)于較低頻率范圍（包括直流），傳感器起閉環(huán)磁通門傳感器的作用，此時(shí)繞組Ws3和Ws4用作磁通門感應(yīng)線圈，除了用于**控制醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的梯度放大器上電流以外，HPCT同樣適用于其他需要高精度測(cè)量的場(chǎng)合，如**電流調(diào)節(jié)電源內(nèi)的反饋測(cè)量，試驗(yàn)臺(tái)電源分析校準(zhǔn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)室及計(jì)量?jī)x器的電流測(cè)量。
霍爾效應(yīng)傳感器的精度。
霍爾效應(yīng)傳感器的精度取決于標(biāo)準(zhǔn)額定電流IPN，在+25℃時(shí)，傳感器測(cè)量精度受原邊電流影響的曲線，使用下面公式可計(jì)算出精度：。
(3)。
其中，K=NS/NP。
計(jì)算精度時(shí)必須考慮偏移電流，線性度，溫度漂移的影響。
(1).偏移電流ISO。
偏移電流也叫殘余電流或剩余電流，它主要是由霍爾元件或電子電路中運(yùn)算放大器工作狀態(tài)電流傳感器不穩(wěn)造成的，電流傳感器在生產(chǎn)時(shí)，在25℃，IP=0時(shí)的情況下，偏移電流已調(diào)至*小，但傳感器在離開生產(chǎn)線時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生一定大小的偏移電流，產(chǎn)品技術(shù)文檔中提到的精度已考慮了偏移電流增加的影響。
(2).線性度。
線性度決定了傳感器輸出信號(hào)（副邊電流IS）與輸入信號(hào)（原邊電流IP）在測(cè)量范圍內(nèi)成正比的程度，ABB公司的電流傳感器線性度要優(yōu)于0.1%。
(3).溫度漂移。
偏移電流ISO是在25℃時(shí)計(jì)算出來的，當(dāng)霍爾電極周邊環(huán)境溫度變化時(shí)，ISO會(huì)產(chǎn)生變化，因此，考慮偏移電流ISO的*大變化是很重要的，這可以通過下式計(jì)算：。
(4)其中，CV（Cataloguevalue）是指電流傳感器性能表中的溫度漂移值，例如：對(duì)CS2000BR型來說，CV為0.5×10-4/℃，*大溫度Tmax為-40℃，額定輸出電流為400mA，則偏移電流的*大變化為：Ma。 |
