磁傳感器是把磁場、電流、應力應變、溫度、光等外界因素引起敏感元件磁性能變化轉(zhuǎn)換成電信號，以這種方式來檢測相應物理量的器件。

其被廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)和電子產(chǎn)品中以感應磁場強度來測量電流、位置、方向等物理參數(shù)。在現(xiàn)有技術(shù)中，有許多不同類型的傳感器用于測量磁場和其他參數(shù)。

  

（1）霍爾電流傳感器

霍爾效應（Hall effect）是指當固體導體（或者半導體）放置在一個磁場內(nèi)，且有電流通過時，導體內(nèi)的電荷載子受到洛倫茲力而偏向一邊，繼而產(chǎn)生電壓（霍爾電壓）的現(xiàn)象。

式中nq為電荷密度，d為導體的厚度。

Hall器件是一種采用半導體材料制成的磁電轉(zhuǎn)換器件。如果在輸入端通入控制電流，當有一磁場B穿過該器件感磁面，則在輸出端出現(xiàn)霍爾電勢。??

通過測量霍爾電勢的大小間接測量載流導體電流的大小。因此，電流傳感器經(jīng)過了電－磁－電的絕緣隔離轉(zhuǎn)換。

霍爾電流傳感器基本原理圖

（2）磁通門電流傳感器

磁通門電流傳感器具有超高的測量精度和良好的溫度穩(wěn)定性。但是其容易受到激勵源帶來的外界磁場的干擾。Guillermo等人采用激勵繞組差分的形式，從而減小激勵源帶來的外界磁場的干擾。由于變壓器效應，高頻激勵源會耦合到反饋繞組中對傳感器產(chǎn)生噪聲干擾。為了降低內(nèi)外部磁場造成的干擾，傳感器可以使用額外的磁芯和額外的線圈。

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磁通門傳感器基本原理

基本磁通門傳感器，信號線圈在 P 端輸出的電壓信號如下：

  

（3）巨磁阻傳感器

基于巨磁阻效應的傳感器其感應材料主要有三層：即參考層（Reference Layer或Pinned Layer），普通層（Normal Layer）和自由層（Free Layer）。

GMR傳感器基于巨磁電阻效應，即在外磁場的作用下傳感器電阻會發(fā)生的變化。當磁場正向為零時，磁阻材料的電阻最大；在磁場正向或負向增大時，磁阻材料的電阻都減小。

從巨磁電阻GMR被發(fā)現(xiàn)以來，各應用已處于開發(fā)及實用化階段，其首先在硬盤磁頭上成功實現(xiàn)商品化，除直接測量磁場外，在電流、位移、線速度和加速度等物理量的測量也得到應用。

巨磁阻傳感器結(jié)構(gòu)

巨磁阻電流傳感器具有廣闊的應用前景。其與傳統(tǒng)電磁式電流互感器相比，能夠測量直流到高頻(MHz量級)的電流信號，尤其是它能夠測量直流電流，這對于直流輸電系統(tǒng)中換流站中直流的監(jiān)測極為有利。

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