Hallův proudový senzor spoléhá na Hallův jev, základní fyzikální jev objevený Edwinem Hallem. Když vodič s proudem sedí uvnitř magnetického pole kolmého k toku elektrického náboje, nosiče náboje uvnitř vodiče zažijí boční sílu. Tato síla tlačí kladné a záporné náboje směrem k opačným stranám materiálu a vytváří měřitelný rozdíl napětí nazývaný Hallovo napětí. Moderní Hallovy proudové snímače využívají tohoto principu k detekci elektrického proudu bez přímého elektrického kontaktu s měřeným obvodem.
Existují dva běžné typy: snímače s otevřenou a uzavřenou smyčkou. U konstrukce s otevřenou smyčkou prochází cílový proud magnetickým jádrem. Proud generuje proporcionální magnetické pole koncentrované feromagnetickým jádrem, které směruje magnetický tok přes Hallův prvek umístěný ve vzduchové mezeře jádra. Hallův prvek vydává malé Hallovo napětí přímo úměrné síle magnetického pole, a tedy úměrné měřenému proudu. Interní zesilovač tento slabý signál zesílí na standardní použitelný výstupní napěťový nebo proudový signál pro regulátory a měřiče.
Hallovy senzory s uzavřenou smyčkou, známé také jako senzory s nulovým tokem, poskytují vyšší přesnost. Primární proud vytváří magnetický tok v jádře. Hallův čip detekuje tento tok a vyšle signál do pomocné cívky navinuté na jádře. Cívka generuje opačný sekundární proud, který vytváří opačné magnetické pole, aby zrušil původní tok. Když magnetický tok uvnitř jádra dosáhne nuly, sekundární proud udržuje rovnováhu. Velikost tohoto kompenzačního sekundárního proudu přesně odráží primární měřený proud. Modely s uzavřenou smyčkou se vyznačují nízkým driftem, vynikající linearitou a minimálními teplotními chybami, díky čemuž jsou ideální pro vysoce přesné průmyslové aplikace.
Největší výhodou Hallovy proudové snímače jsou galvanicky oddělené. Mezi vysokonapěťovým měřeným obvodem a výstupní stranou nízkonapěťového signálu není žádné přímé elektrické spojení. To izoluje řídicí obvody od silových obvodů a zabraňuje napěťovým rázům a poškození šumem. Na rozdíl od bočníkových rezistorů nespotřebovávají téměř žádnou energii a mohou měřit střídavý i stejnosměrný proud, včetně nepravidelných pulzních proudů.
Existují však omezení výkonu. Senzory s otevřenou smyčkou trpí magnetickou hysterezí a teplotním driftem. Citlivost Hallova prvku se mění s teplotou, což může způsobit chyby měření bez kompenzačních obvodů. Magnetické rušení z blízkých drátů nebo magnetů může také zkreslit hodnoty. Výrobci integrují úpravu signálu, teplotní kompenzaci a stínění pro snížení těchto negativních vlivů.
Hallovy proudové senzory jsou dnes široce používány v elektrických vozidlech, fotovoltaických měničích, motorových pohonech a napájecích systémech. Nabízejí bezpečný, kompaktní a efektivní způsob monitorování proudu. Převedením změn magnetického pole způsobených elektrickým proudem na měřitelné elektrické signály umožňuje Hallův jev spolehlivé bezkontaktní měření proudu pro moderní výkonovou elektroniku.
