多匝穿心——闭环霍尔电流传感器工作原理

闭环霍尔电流传感器工作原理图

如上图所示，当闭环霍尔电流传感器正常工作时，在磁芯气隙的霍尔元件处，初级绕组产生的磁通将与次级补偿绕组产生的磁通互相抵消并处于磁平衡状态，但由于磁芯中的磁通为零，因此磁芯中并不存在开环式霍尔电流传感器测量中所遇到的非线性误差比升降变差问题，且由于闭环霍尔电流传感器本身线性度较高，因此在较宽的测试范围内均可达到较高的测量精度。

同时鉴于多匝穿心的主要目的是提高传感器的信噪比和匹配二次测量仪表的量程，因此相较于开环式霍尔电流传感器，在闭环霍尔电流传感器的测量中使用多匝穿心增强测量精度的必要性大大降低。

那么，多匝穿心能否进一步提升测试精度呢？这就要从霍尔电流传感器的另外一个角度展开分析：

在霍尔电流传感器中初级绕组产生的磁通包括穿过磁芯的主磁通和不穿过磁芯的漏磁通，磁路中的磁通如电路中的电流、相当于电路中的电压（电动势）的磁动势（安匝数），相当于电路中电阻的磁阻，其中磁导率越大磁阻越小。如果磁芯闭合，则磁芯的磁导率间远远大于周围介质（空气）的磁导率，漏磁通也将远远小于主磁通，因此霍尔元件输出的电压将与初级绕组的安匝数成正比。

为安装霍尔元件，霍尔电流传感器的磁芯多为非闭合磁芯，同时在开口处（气隙）所安装的霍尔元件还将检测穿过磁芯的主磁通的磁感应强度。气隙介质与环境介质相同，则磁导率亦相同，当载流导体与磁芯的距离及气隙的距离为同一数量级时，漏磁不能忽视，当然上述问题也同样存在于开环式霍尔电流传感器中。

审核编辑 黄宇