比較常見(jiàn)的電流傳感器分類(lèi)
2022/10/29 11:40:24 點(diǎn)擊：
電流傳感器，是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)電流的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為符合一定標(biāo)準(zhǔn)需要的電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。
隨著技術(shù)的發(fā)展，電流傳感器也在不斷創(chuàng)新發(fā)展，我們就目前常見(jiàn)的電流傳感器做個(gè)分類(lèi)對(duì)比。
電流傳感器，也稱(chēng)磁傳感器，可以在家用電器、智能電網(wǎng)、電動(dòng)車(chē)、風(fēng)力發(fā)電等等，在我們生活中都用到很多磁傳感器，比如說(shuō)電腦硬盤(pán)、指南針，家用電器等等。是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)電流的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為符合一定標(biāo)準(zhǔn)需要的電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。主要可分為：分流器、電磁式電流互感器、電子式電流互感器等。
一、電阻分流器，是指測(cè)量直流電流用的，根據(jù)直流電流通過(guò)電阻時(shí)在電阻兩端產(chǎn)生電壓的原理制成。電阻式分流器的優(yōu)點(diǎn)是高精度，相應(yīng)速度快，成本低；而缺點(diǎn)則是，測(cè)量電路與被測(cè)電流沒(méi)有電隔離。電阻式分流器適用于低頻率小幅值的電流測(cè)量。
二、霍爾電流傳感器，是按照霍爾效應(yīng)原理制成，對(duì)安培定律加以應(yīng)用，即在載流導(dǎo)體周?chē)a(chǎn)生一正比于該電流的磁場(chǎng)，而霍爾器件則用來(lái)測(cè)量這一磁場(chǎng)。因此，使電流的非接觸測(cè)量成為可能?；魻栯娏鱾鞲衅骺蓽y(cè)直流和交流，頻率高達(dá)100KHz、有較高的精度和很好的隔離性；它的缺點(diǎn)就是影響速度慢，小電流測(cè)試精度低?？捎迷诮涣骱椭绷饕呀?jīng)DC-100KHz的測(cè)試。
三、磁通門(mén)電流傳感器，是利用被測(cè)磁場(chǎng)中高導(dǎo)磁率磁芯在交變磁場(chǎng)的飽和激勵(lì)下，其磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的非線性關(guān)系來(lái)測(cè)量弱磁場(chǎng)的。這種物理現(xiàn)象對(duì)被測(cè)環(huán)境磁場(chǎng)來(lái)說(shuō)好像是一道“門(mén)”，通過(guò)這道“門(mén)”，相應(yīng)的磁通量即被調(diào)制，并產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。利用這種現(xiàn)象來(lái)測(cè)量電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，從而間接的達(dá)到測(cè)量電流的目的。
電子式電流互感器包括霍爾電流傳感器、羅柯夫斯基電流傳感器及專(zhuān)用于變頻電量測(cè)量的AnyWay變頻功率傳感器（可用于電壓、電流和功率測(cè)量）等。與電磁式電流傳感器相比較，電子式電流互感器沒(méi)有鐵磁飽和，傳輸頻帶寬，二次負(fù)荷容量小、尺寸小、重量輕、是今后電流傳感器的發(fā)展方向。
光纖電流傳感器是以法拉第磁光效應(yīng)為基礎(chǔ)、以光纖為介質(zhì)的新型電流傳感器。
當(dāng)線偏振光在介質(zhì)中傳播時(shí)，若在平行于光的傳播方向上加一強(qiáng)磁場(chǎng)，則光振動(dòng)方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度ψ與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和光穿越介質(zhì)的長(zhǎng)度l的乘積成正比，即ψ=V*B*l，比例系數(shù)V稱(chēng)為費(fèi)爾德常數(shù)，與介質(zhì)性質(zhì)及光波頻率有關(guān)。偏轉(zhuǎn)方向取決于介質(zhì)性質(zhì)和磁場(chǎng)方向。上述現(xiàn)象稱(chēng)為法拉第效應(yīng)。
分流器
分流器是指測(cè)量直流電流用的，根據(jù)直流電流通過(guò)電阻時(shí)在電阻兩端產(chǎn)生電壓的原理制成。分流器實(shí)際就是一個(gè)阻值很小的電阻，當(dāng)有直流電流通過(guò)時(shí)，產(chǎn)生壓降，供直流電流表顯示。所謂分流，即分一小的電流去推動(dòng)表指示，該小電流（mA）與大回路里的電流（1A-幾十A）比例越小，電流表指示讀數(shù)的線性就越好，也更精確。
圖1. 檢測(cè)大電流分流器就是由一個(gè)或多跟導(dǎo)體組成
電流互感器（CT）
電流互感器是依據(jù)電磁感應(yīng)原理將一次側(cè)大電流轉(zhuǎn)換成二次側(cè)小電流來(lái)測(cè)量的儀器（只能用于交流測(cè)試）。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次側(cè)繞組匝數(shù)很少，串在需要測(cè)量的電流的線路中。正常工作狀態(tài)下，一、二次繞組上的壓降很小，相當(dāng)于一個(gè)短路狀態(tài)的變壓器，所以鐵芯中的磁通也很小，這時(shí)一、二次繞組的磁勢(shì)F（F=IN）大小相等，方向相反。即電流互感器一、二次之間的電流比與一、二次繞組的匝數(shù)成反比，即I1/I2=N2/N1。
常見(jiàn)的電流傳感器分類(lèi)
圖2. 電流互感器原理圖及實(shí)物圖
電流互感器運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)不允許開(kāi)路。因?yàn)橐坏╅_(kāi)路，原邊電流均成為勵(lì)磁電流，使磁通和副邊電壓大大超過(guò)正常值而危及人身和設(shè)備安全。因此，電流互感器二次側(cè)回路中不許接熔斷器，也不允許在運(yùn)行時(shí)未經(jīng)旁路就拆下電流表、繼電器等設(shè)備。
具體原因原因如下：電流互感器一次被測(cè)電流磁勢(shì)F1=I1N1在鐵芯產(chǎn)生磁通Φ1，二次測(cè)量?jī)x表電流磁勢(shì)F2=I2N2在鐵芯產(chǎn)生磁通Φ2，電流互感器鐵芯合磁通為Φ = Φ1 + Φ2，由于Φ1.Φ2方向相反，大小相等，互相抵消，所以 Φ = 0。若二次開(kāi)路，即 I2 = 0 ，則：Φ = Φ1，電流互感器鐵芯磁通很強(qiáng)，飽和，鐵心發(fā)熱，燒壞絕緣，產(chǎn)生漏電，并且在電流互感器二次線圈N2中產(chǎn)生很高的感生電勢(shì)E，在電流互感器二次線圈兩端形成高壓，危及操作人員生命安全。因此電流互感器二次線圈一端接地，就是為了防止高壓危險(xiǎn)而采取的保護(hù)措施。
電壓互感器的原理與變壓器相似，一次繞組（高壓繞組）和二次繞組（低壓繞組）繞在同一個(gè)鐵芯上，鐵芯中的磁通為。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，繞組的電壓U（或電動(dòng)勢(shì)E）、繞組的匝數(shù)N、磁通的關(guān)系為：U1=-N1dφ/dt、U2=-N2dφ/dt。進(jìn)而得出：U1/U2=N1/N2。在空載電流可以忽略的情況下，有I1/ I2=-N2/N1，因此理想變壓器原、副線圈的功率相等P1=P2。說(shuō)明理想變壓器本身無(wú)功率損耗。
常見(jiàn)的電流傳感器分類(lèi)
圖3. 電壓互感器原理圖及實(shí)物圖
按照用途不同，電流互感器大致可分為兩類(lèi)：
1. 測(cè)量用電流互感器（或電流互感器的測(cè)量繞組）：在正常工作電流范圍內(nèi)，向測(cè)量、計(jì)量等裝置提供電網(wǎng)的電流信息。
在測(cè)量交變電流的大電流時(shí)，為便于二次儀表測(cè)量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流（中國(guó)規(guī)定電流互感器的二次額定為5A或1A）。通常1次側(cè)只有1到幾匝，導(dǎo)線截面積大，串入被測(cè)電路。2次側(cè)匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)，與阻抗較小的儀表（電流表/功率表的電流線圈）構(gòu)成閉路。正常工作時(shí)互感器二次側(cè)處于近似短路狀態(tài)，輸出電壓很低。在運(yùn)行中如果二次繞組開(kāi)路或一次繞組流過(guò)異常電流（如雷電流、諧振過(guò)電流、電容充電電流、電感啟動(dòng)電流等），都會(huì)在二次側(cè)產(chǎn)生數(shù)千伏甚至上萬(wàn)伏的過(guò)電壓。
2. 保護(hù)用電流互感器（或電流互感器的保護(hù)繞組）：在電網(wǎng)故障狀態(tài)下，向繼電保護(hù)等裝置提供電網(wǎng)故障電流信息。
保護(hù)用電流互感器分為：1）過(guò)負(fù)荷保護(hù)電流互感器；2）差動(dòng)保護(hù)電流互感器；3）接地保護(hù)電流互感器（零序電流互感器）。保護(hù)用電流互感器的工作條件與測(cè)量用電流互感器完全不同，保護(hù)用互感器只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時(shí)才開(kāi)始有效的工作。
霍爾傳感器
霍爾效應(yīng)的本質(zhì)是：固體材料中的載流子在外加磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)槭艿铰鍋銎澚Φ淖饔枚管壽E發(fā)生偏移，并在材料兩側(cè)產(chǎn)生電荷積累，形成垂直于電流方向的電場(chǎng)，最終使載流子受到的洛侖茲力與電場(chǎng)斥力相平衡，從而在兩側(cè)建立起一個(gè)穩(wěn)定的電勢(shì)差即霍爾電壓。
說(shuō)人話就是對(duì)于一個(gè)給定的霍爾器件，當(dāng)偏置電流 I 固定時(shí)，UH將完全取決于被測(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度B?；魻栯妷弘S磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化而變化，磁場(chǎng)越強(qiáng)，電壓越高，磁場(chǎng)越弱，電壓越低，霍爾電壓值很小，通常只有幾個(gè)毫伏，但經(jīng)集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強(qiáng)的信號(hào)。
圖4. a） 霍爾效應(yīng) b） 閉環(huán)式磁平衡式電流傳感器 c）實(shí)物圖
圖4b）為磁平衡式電流傳感器通過(guò)產(chǎn)生補(bǔ)償電流保證閉環(huán)磁通量φ=0來(lái)維持磁平衡。其具體工作過(guò)程為：當(dāng)主回路有一電流通過(guò)時(shí)，在導(dǎo)線上產(chǎn)生的磁場(chǎng)被聚磁環(huán)聚集并感應(yīng)到霍爾器件上， 所產(chǎn)生的信號(hào)輸出用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的功率管并使其導(dǎo)通，從而獲得一個(gè)補(bǔ)償電流Is。 這一電流再通過(guò)多匝繞組產(chǎn)生磁場(chǎng) ，該磁場(chǎng)與被測(cè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)正好相反，因而補(bǔ)償了原來(lái)的磁場(chǎng)， 使霍爾器件的輸出逐漸減小。當(dāng)與Ip與匝數(shù)相乘 所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相等時(shí)，Is不再增加，這時(shí)的霍爾器件起指示零磁通的作用 ，此時(shí)可以通過(guò)Is來(lái)平衡。被測(cè)電流的任何變化都會(huì)破壞這一平衡。 一旦磁場(chǎng)失去平衡，霍爾器件就有信號(hào)輸出。經(jīng)功率放大后，立即就有相應(yīng)的電流流過(guò)次級(jí)繞組以對(duì)失衡的磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償。從磁場(chǎng)失衡到再次平衡，所需的時(shí)間理論上不到1μs，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過(guò)程。
從應(yīng)用角度，電流互感器與霍爾傳感器相同之處在于都需要一次線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。不同之處之一在于互感器需要變化的磁場(chǎng)，而霍爾傳感器可以是恒定的磁場(chǎng)，因此，前者只能用于交流測(cè)試，而后者可以用于交流和直流測(cè)試。不同之處之二在于互感器有鐵芯，而霍爾傳感器沒(méi)有鐵芯，前者對(duì)于頻率來(lái)講是非線性的，后者是線性的，因此前者適用的頻段較窄，一般用于固定頻段（如45~66Hz），后者頻段較寬。不同之處之三是互感器較多的用于電能計(jì)量，相位指標(biāo)是測(cè)量用互感器的重要指標(biāo)。而霍爾傳感器較多的用于控制或簡(jiǎn)單的電壓、電流獨(dú)立測(cè)試，一般不控制相位指標(biāo)，也不提供相位指標(biāo)（如50Hz的相位誤差指標(biāo)）。
隨著技術(shù)的發(fā)展，電流傳感器也在不斷創(chuàng)新發(fā)展，我們就目前常見(jiàn)的電流傳感器做個(gè)分類(lèi)對(duì)比。
電流傳感器，也稱(chēng)磁傳感器，可以在家用電器、智能電網(wǎng)、電動(dòng)車(chē)、風(fēng)力發(fā)電等等，在我們生活中都用到很多磁傳感器，比如說(shuō)電腦硬盤(pán)、指南針，家用電器等等。是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)電流的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為符合一定標(biāo)準(zhǔn)需要的電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。主要可分為：分流器、電磁式電流互感器、電子式電流互感器等。
一、電阻分流器，是指測(cè)量直流電流用的，根據(jù)直流電流通過(guò)電阻時(shí)在電阻兩端產(chǎn)生電壓的原理制成。電阻式分流器的優(yōu)點(diǎn)是高精度，相應(yīng)速度快，成本低；而缺點(diǎn)則是，測(cè)量電路與被測(cè)電流沒(méi)有電隔離。電阻式分流器適用于低頻率小幅值的電流測(cè)量。
二、霍爾電流傳感器，是按照霍爾效應(yīng)原理制成，對(duì)安培定律加以應(yīng)用，即在載流導(dǎo)體周?chē)a(chǎn)生一正比于該電流的磁場(chǎng)，而霍爾器件則用來(lái)測(cè)量這一磁場(chǎng)。因此，使電流的非接觸測(cè)量成為可能?；魻栯娏鱾鞲衅骺蓽y(cè)直流和交流，頻率高達(dá)100KHz、有較高的精度和很好的隔離性；它的缺點(diǎn)就是影響速度慢，小電流測(cè)試精度低?？捎迷诮涣骱椭绷饕呀?jīng)DC-100KHz的測(cè)試。
三、磁通門(mén)電流傳感器，是利用被測(cè)磁場(chǎng)中高導(dǎo)磁率磁芯在交變磁場(chǎng)的飽和激勵(lì)下，其磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的非線性關(guān)系來(lái)測(cè)量弱磁場(chǎng)的。這種物理現(xiàn)象對(duì)被測(cè)環(huán)境磁場(chǎng)來(lái)說(shuō)好像是一道“門(mén)”，通過(guò)這道“門(mén)”，相應(yīng)的磁通量即被調(diào)制，并產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。利用這種現(xiàn)象來(lái)測(cè)量電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，從而間接的達(dá)到測(cè)量電流的目的。
電子式電流互感器包括霍爾電流傳感器、羅柯夫斯基電流傳感器及專(zhuān)用于變頻電量測(cè)量的AnyWay變頻功率傳感器（可用于電壓、電流和功率測(cè)量）等。與電磁式電流傳感器相比較，電子式電流互感器沒(méi)有鐵磁飽和，傳輸頻帶寬，二次負(fù)荷容量小、尺寸小、重量輕、是今后電流傳感器的發(fā)展方向。
光纖電流傳感器是以法拉第磁光效應(yīng)為基礎(chǔ)、以光纖為介質(zhì)的新型電流傳感器。
當(dāng)線偏振光在介質(zhì)中傳播時(shí)，若在平行于光的傳播方向上加一強(qiáng)磁場(chǎng)，則光振動(dòng)方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度ψ與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和光穿越介質(zhì)的長(zhǎng)度l的乘積成正比，即ψ=V*B*l，比例系數(shù)V稱(chēng)為費(fèi)爾德常數(shù)，與介質(zhì)性質(zhì)及光波頻率有關(guān)。偏轉(zhuǎn)方向取決于介質(zhì)性質(zhì)和磁場(chǎng)方向。上述現(xiàn)象稱(chēng)為法拉第效應(yīng)。
分流器
分流器是指測(cè)量直流電流用的，根據(jù)直流電流通過(guò)電阻時(shí)在電阻兩端產(chǎn)生電壓的原理制成。分流器實(shí)際就是一個(gè)阻值很小的電阻，當(dāng)有直流電流通過(guò)時(shí)，產(chǎn)生壓降，供直流電流表顯示。所謂分流，即分一小的電流去推動(dòng)表指示，該小電流（mA）與大回路里的電流（1A-幾十A）比例越小，電流表指示讀數(shù)的線性就越好，也更精確。
圖1. 檢測(cè)大電流分流器就是由一個(gè)或多跟導(dǎo)體組成
電流互感器（CT）
電流互感器是依據(jù)電磁感應(yīng)原理將一次側(cè)大電流轉(zhuǎn)換成二次側(cè)小電流來(lái)測(cè)量的儀器（只能用于交流測(cè)試）。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次側(cè)繞組匝數(shù)很少，串在需要測(cè)量的電流的線路中。正常工作狀態(tài)下，一、二次繞組上的壓降很小，相當(dāng)于一個(gè)短路狀態(tài)的變壓器，所以鐵芯中的磁通也很小，這時(shí)一、二次繞組的磁勢(shì)F（F=IN）大小相等，方向相反。即電流互感器一、二次之間的電流比與一、二次繞組的匝數(shù)成反比，即I1/I2=N2/N1。
常見(jiàn)的電流傳感器分類(lèi)
圖2. 電流互感器原理圖及實(shí)物圖
電流互感器運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)不允許開(kāi)路。因?yàn)橐坏╅_(kāi)路，原邊電流均成為勵(lì)磁電流，使磁通和副邊電壓大大超過(guò)正常值而危及人身和設(shè)備安全。因此，電流互感器二次側(cè)回路中不許接熔斷器，也不允許在運(yùn)行時(shí)未經(jīng)旁路就拆下電流表、繼電器等設(shè)備。
具體原因原因如下：電流互感器一次被測(cè)電流磁勢(shì)F1=I1N1在鐵芯產(chǎn)生磁通Φ1，二次測(cè)量?jī)x表電流磁勢(shì)F2=I2N2在鐵芯產(chǎn)生磁通Φ2，電流互感器鐵芯合磁通為Φ = Φ1 + Φ2，由于Φ1.Φ2方向相反，大小相等，互相抵消，所以 Φ = 0。若二次開(kāi)路，即 I2 = 0 ，則：Φ = Φ1，電流互感器鐵芯磁通很強(qiáng)，飽和，鐵心發(fā)熱，燒壞絕緣，產(chǎn)生漏電，并且在電流互感器二次線圈N2中產(chǎn)生很高的感生電勢(shì)E，在電流互感器二次線圈兩端形成高壓，危及操作人員生命安全。因此電流互感器二次線圈一端接地，就是為了防止高壓危險(xiǎn)而采取的保護(hù)措施。
電壓互感器的原理與變壓器相似，一次繞組（高壓繞組）和二次繞組（低壓繞組）繞在同一個(gè)鐵芯上，鐵芯中的磁通為。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，繞組的電壓U（或電動(dòng)勢(shì)E）、繞組的匝數(shù)N、磁通的關(guān)系為：U1=-N1dφ/dt、U2=-N2dφ/dt。進(jìn)而得出：U1/U2=N1/N2。在空載電流可以忽略的情況下，有I1/ I2=-N2/N1，因此理想變壓器原、副線圈的功率相等P1=P2。說(shuō)明理想變壓器本身無(wú)功率損耗。
常見(jiàn)的電流傳感器分類(lèi)
圖3. 電壓互感器原理圖及實(shí)物圖
按照用途不同，電流互感器大致可分為兩類(lèi)：
1. 測(cè)量用電流互感器（或電流互感器的測(cè)量繞組）：在正常工作電流范圍內(nèi)，向測(cè)量、計(jì)量等裝置提供電網(wǎng)的電流信息。
在測(cè)量交變電流的大電流時(shí)，為便于二次儀表測(cè)量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流（中國(guó)規(guī)定電流互感器的二次額定為5A或1A）。通常1次側(cè)只有1到幾匝，導(dǎo)線截面積大，串入被測(cè)電路。2次側(cè)匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)，與阻抗較小的儀表（電流表/功率表的電流線圈）構(gòu)成閉路。正常工作時(shí)互感器二次側(cè)處于近似短路狀態(tài)，輸出電壓很低。在運(yùn)行中如果二次繞組開(kāi)路或一次繞組流過(guò)異常電流（如雷電流、諧振過(guò)電流、電容充電電流、電感啟動(dòng)電流等），都會(huì)在二次側(cè)產(chǎn)生數(shù)千伏甚至上萬(wàn)伏的過(guò)電壓。
2. 保護(hù)用電流互感器（或電流互感器的保護(hù)繞組）：在電網(wǎng)故障狀態(tài)下，向繼電保護(hù)等裝置提供電網(wǎng)故障電流信息。
保護(hù)用電流互感器分為：1）過(guò)負(fù)荷保護(hù)電流互感器；2）差動(dòng)保護(hù)電流互感器；3）接地保護(hù)電流互感器（零序電流互感器）。保護(hù)用電流互感器的工作條件與測(cè)量用電流互感器完全不同，保護(hù)用互感器只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時(shí)才開(kāi)始有效的工作。
霍爾傳感器
霍爾效應(yīng)的本質(zhì)是：固體材料中的載流子在外加磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)槭艿铰鍋銎澚Φ淖饔枚管壽E發(fā)生偏移，并在材料兩側(cè)產(chǎn)生電荷積累，形成垂直于電流方向的電場(chǎng)，最終使載流子受到的洛侖茲力與電場(chǎng)斥力相平衡，從而在兩側(cè)建立起一個(gè)穩(wěn)定的電勢(shì)差即霍爾電壓。
說(shuō)人話就是對(duì)于一個(gè)給定的霍爾器件，當(dāng)偏置電流 I 固定時(shí)，UH將完全取決于被測(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度B?；魻栯妷弘S磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化而變化，磁場(chǎng)越強(qiáng)，電壓越高，磁場(chǎng)越弱，電壓越低，霍爾電壓值很小，通常只有幾個(gè)毫伏，但經(jīng)集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強(qiáng)的信號(hào)。
圖4. a） 霍爾效應(yīng) b） 閉環(huán)式磁平衡式電流傳感器 c）實(shí)物圖
圖4b）為磁平衡式電流傳感器通過(guò)產(chǎn)生補(bǔ)償電流保證閉環(huán)磁通量φ=0來(lái)維持磁平衡。其具體工作過(guò)程為：當(dāng)主回路有一電流通過(guò)時(shí)，在導(dǎo)線上產(chǎn)生的磁場(chǎng)被聚磁環(huán)聚集并感應(yīng)到霍爾器件上， 所產(chǎn)生的信號(hào)輸出用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的功率管并使其導(dǎo)通，從而獲得一個(gè)補(bǔ)償電流Is。 這一電流再通過(guò)多匝繞組產(chǎn)生磁場(chǎng) ，該磁場(chǎng)與被測(cè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)正好相反，因而補(bǔ)償了原來(lái)的磁場(chǎng)， 使霍爾器件的輸出逐漸減小。當(dāng)與Ip與匝數(shù)相乘 所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相等時(shí)，Is不再增加，這時(shí)的霍爾器件起指示零磁通的作用 ，此時(shí)可以通過(guò)Is來(lái)平衡。被測(cè)電流的任何變化都會(huì)破壞這一平衡。 一旦磁場(chǎng)失去平衡，霍爾器件就有信號(hào)輸出。經(jīng)功率放大后，立即就有相應(yīng)的電流流過(guò)次級(jí)繞組以對(duì)失衡的磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償。從磁場(chǎng)失衡到再次平衡，所需的時(shí)間理論上不到1μs，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過(guò)程。
從應(yīng)用角度，電流互感器與霍爾傳感器相同之處在于都需要一次線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。不同之處之一在于互感器需要變化的磁場(chǎng)，而霍爾傳感器可以是恒定的磁場(chǎng)，因此，前者只能用于交流測(cè)試，而后者可以用于交流和直流測(cè)試。不同之處之二在于互感器有鐵芯，而霍爾傳感器沒(méi)有鐵芯，前者對(duì)于頻率來(lái)講是非線性的，后者是線性的，因此前者適用的頻段較窄，一般用于固定頻段（如45~66Hz），后者頻段較寬。不同之處之三是互感器較多的用于電能計(jì)量，相位指標(biāo)是測(cè)量用互感器的重要指標(biāo)。而霍爾傳感器較多的用于控制或簡(jiǎn)單的電壓、電流獨(dú)立測(cè)試，一般不控制相位指標(biāo)，也不提供相位指標(biāo)（如50Hz的相位誤差指標(biāo)）。
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