Halli vooluandur tugineb Halli efektile, mis on Edwin Halli avastatud fundamentaalne füüsiline nähtus. Kui voolu juhtiv juht istub magnetvälja sees, mis on risti elektrilaengu vooluga, kogevad juhi sees olevad laengukandjad külgsuunalist jõudu. See jõud surub positiivseid ja negatiivseid laenguid materjali vastaskülgede suunas, luues mõõdetava pingeerinevuse, mida nimetatakse Halli pingeks. Kaasaegsed Halli vooluandurid kasutavad seda põhimõtet elektrivoolu tuvastamiseks ilma otsese elektrikontaktita mõõdetud vooluringiga.
Levinud on kahte tüüpi andureid: avatud ja suletud ahelaga andurid. Avatud ahelaga konstruktsiooni puhul läbib sihtvool magnetilist südamikku. Vooluvool tekitab proportsionaalse magnetvälja, mille kontsentreerib ferromagnetiline südamik, mis suunab magnetvoo läbi südamiku õhupilusse paigutatud Halli elemendi. Halli element väljastab väikese Halli pinge, mis on otseselt võrdeline magnetvälja tugevusega ja seega võrdeline mõõdetud vooluga. Sisemine võimendi võimendab selle nõrga signaali kontrollerite ja arvestite standardseks kasutatavaks väljundpingeks või voolusignaaliks.
Suletud ahelaga Halli andurid, tuntud ka kui nullvoolu andurid, tagavad suurema täpsuse. Primaarvool tekitab südamikus magnetvoo. Halli kiip tuvastab selle voo ja saadab signaali südamikule keritud abipoolile. Mähis tekitab vastupidise sekundaarvoolu, mis loob vastupidise magnetvälja, et tühistada algne voog. Kui südamiku sees olev magnetvoog jõuab nullini, säilitab sekundaarvool tasakaalu. Selle kompenseeriva sekundaarvoolu suurus peegeldab täpselt primaarset mõõdetud voolu. Suletud ahelaga mudelitel on väike triiv, suurepärane lineaarsus ja minimaalsed temperatuurivead, mistõttu on need ideaalsed ülitäpsete tööstuslike rakenduste jaoks.
Suurim eelis Halli vooluandurid on galvaaniline isolatsioon. Kõrgepinge mõõteahela ja madalpinge signaali väljundi vahel puudub otsene elektriühendus. See isoleerib juhtahelad toiteahelatest ning hoiab ära pingetõusud ja mürakahjustused. Erinevalt šunditakistitest ei tarbi need peaaegu üldse voolu ja suudavad mõõta nii vahelduv- kui alalisvoolu, sealhulgas ebaregulaarseid impulssvoolusid.
Siiski on jõudluspiirangud. Avatud ahelaga andurid kannatavad magnetilise hüstereesi ja temperatuuri triivi all. Halli elemendi tundlikkus muutub koos temperatuuriga, mis võib ilma kompensatsiooniahelateta põhjustada mõõtmisvigu. Magnethäired lähedalasuvate juhtmete või magnetite poolt võivad samuti näitu moonutada. Tootjad integreerivad nende negatiivsete mõjude vähendamiseks signaali konditsioneerimise, temperatuuri kompenseerimise ja varjestuse.
Tänapäeval kasutatakse Halli vooluandureid laialdaselt elektrisõidukites, fotogalvaanilistes inverterites, mootoriajamites ja toitesüsteemides. Need pakuvad ohutut, kompaktset ja tõhusat viisi voolu jälgimiseks. Muutes elektrivoolust põhjustatud magnetvälja kõikumised mõõdetavateks elektrilisteks signaalideks, võimaldab Halli efekt kaasaegse jõuelektroonika jaoks usaldusväärset kontaktivaba voolu mõõtmist.
