圖6。 圖5中電路的側(cè)面輪廓圖

從公式10可以看出，磁場強(qiáng)度隨導(dǎo)體與傳感器之間的距離增加而減小。線性霍爾效應(yīng)傳感器將測量的磁場強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電流或電壓輸出。傳感器的增益以mV/G或mA/G表示。有些測量以特斯拉來表示該增益。1特斯拉等于10，000高斯。

假設(shè)流過一條走線（線中心與霍爾效應(yīng)芯片的中心距離為0.03m）的電流為200A。那么霍爾效應(yīng)芯片測到的磁場強(qiáng)度是多少？如果傳感器的增益為5mV/G，那么傳感器的輸出電壓是多少？

使用式中的關(guān)系可知，磁場強(qiáng)度為13.33G。電感器輸出的計算結(jié)果等于66.67mV。

線性霍爾效應(yīng)傳感器是有源器件，工作電流為3mA-10mA。傳感器的平均噪聲級約為25mV或5G。因此在低電流或走線與傳感器間距較大時，線性霍爾效應(yīng)傳感器并不是個好選擇。

電流走線和傳感器所在的環(huán)境對測量弱磁場具有重要影響。線性霍爾傳感器測量的是測試位置的總的磁場強(qiáng)度。傳感器附近的其他的電流走線會改變傳感器所在位置的磁場，并最終影響測量的精度。另外傳感器還會測量環(huán)境磁場的變化，開關(guān)型電動機(jī)或輻射能量的任何設(shè)備都可能引起環(huán)境磁場的變化。

減小環(huán)境對傳感器測量影響的方法之一是用磁屏蔽，將電流走線和霍爾效應(yīng)傳感器封起來。如圖7，顯示了將走線和磁場強(qiáng)度傳感器包起來的金屬外殼。這個金屬外殼稱為“法拉第籠”。

圖7。通過屏蔽導(dǎo)體和傳感器可改進(jìn)弱磁場測量效果

圖7中的屏蔽應(yīng)當(dāng)以盡可能小的阻抗接地，因為大地是最穩(wěn)定的參照基準(zhǔn)，這樣接可以改善屏蔽的效果。

最近，新出了一種集成了電流通路，溫度補(bǔ)償，和屏蔽外殼的霍爾效應(yīng)傳感器。其電流通路的集成，可以使電流走線與傳感器芯片的距離固定下來，簡化了流過導(dǎo)體的電流與傳感器輸出電壓之間的增益計算。集成化的解決方案可簡化霍爾效應(yīng)傳感器在實際測量應(yīng)用中的布局和設(shè)計，因為用戶無需擔(dān)心導(dǎo)體與傳感器的間距以及傳感器所在的環(huán)境。圖8是這種集成解決方案的簡化電路圖。

圖8。集成電流通路的霍爾效應(yīng)傳感器簡化電路圖

結(jié)束語

雖然每種采樣電流的方案都不是完美的，但知道各種方法的優(yōu)缺點，將有助于設(shè)計工程師選擇最適合其系統(tǒng)的解決方案。