اولین بار توسط فیزیکدان ادوین هال در سال 1879 کشف شد. سنسورهای جریان اثر هال به جزء اصلی اندازهگیری جریان جدا شده در تجهیزات الکترونیک قدرت، خودرو و تجهیزات صنعتی تبدیل شدهاند که محدودیتهای حیاتی مقاومتهای شنت سنتی و ترانسفورماتورهای جریان را حل میکنند. بر اساس اصل اثر هال، هنگامی که حامل های باردار درون یک صفحه نیمه هادی از یک میدان مغناطیسی عمود عبور می کنند، یک ولتاژ عرضی قابل اندازه گیری (ولتاژ هال) تشکیل می شود. از آنجایی که شار مغناطیسی اطراف یک هادی به طور خطی با جریان حمل شده آن بر اساس قانون آمپر متناسب است، ولتاژ هال را می توان به سیگنال دقیقی تبدیل کرد که نشان دهنده بزرگی جریان است و به انزوا کامل گالوانیکی بین مدارهای اولیه ولتاژ بالا و مدارهای کنترل ولتاژ پایین دست یافت.
دو دسته ساختاری اصلی وجود دارد: حسگرهای حلقه باز و حلقه بسته. طرح های حلقه باز از یک هسته مغناطیسی ساده با یک شکاف هوا که یک تراشه هال خطی را تعبیه می کند، استفاده می کنند. جریان اولیه شار مغناطیسی متمرکزی را ایجاد می کند که توسط عنصر هال گرفته شده است، که خروجی تقویت شده آن مستقیماً مقادیر جریان را منعکس می کند. با داشتن اندازه جمع و جور، ساختار سبک، مصرف انرژی بسیار کم و قیمت مقرون به صرفه، در سناریوهای جریان بالا بالای 300 آمپر و وظایف نظارتی اساسی مانند تشخیص وضعیت شارژ باتری عالی هستند. اشکال اصلی آنها در دقت متوسط نهفته است، با هیسترزیس مغناطیسی و رانش دما که خطاهای اندازه گیری جزئی را پس از اضافه بارهای فعلی ایجاد می کند. سنسورهای حلقه بسته (شار صفر) یک سیم پیچ جبرانی اضافی را برای بازخورد منفی یکپارچه می کنند. سیم پیچ شار مغناطیسی معکوس ایجاد می کند تا میدان اولیه را خنثی کند و شار هسته خالص را نزدیک به صفر نگه می دارد. این خطاهای غیرخطی و هیسترزیس را حذف میکند، دقت کمتر از 0.5 درصد و پهنای باند وسیع بیش از 150 کیلوهرتز را ارائه میکند که برای زمینههای پرتقاضا مانند کنترل موتور اینورتر و آزمایش قدرت دقیق، علیرغم هزینه بیشتر و ردپای بیشتر، ایدهآل است.
در مقایسه با مقاومتهای شنت، سنسورهای هال هیچ اتلاف نیرو یا گرمایی در مسیر جریان بالا تولید نمیکنند و از اتلاف انرژی تحت بارهای سنگین جلوگیری میکنند. برخلاف ترانسفورماتورهای جریان محدود به جریان متناوب، آنها شکل موج DC، AC و پالس نامنظم را به طور همزمان اندازه گیری می کنند و از تشخیص جریان دو طرفه پشتیبانی می کنند. جداسازی گالوانیکی آنها یک مزیت اصلی ایمنی است: نوسانات ولتاژ بالا روی سیم اندازه گیری شده نمی تواند به بردهای کنترل میکروکنترلر آسیب برساند و خطرات خرابی تجهیزات را به شدت کاهش می دهد.
کاربردهای صنعتی گسترده سیستم های مدیریت باتری خودروهای انرژی جدید، اینورترهای خورشیدی، منابع تغذیه UPS، درایوهای موتور سروو و دستگاه های نظارت شبکه هوشمند را پوشش می دهند. آنها همچنین عملکردهای محافظت در برابر جریان بیش از حد و تشخیص عیب را ارائه می دهند و در صورت وقوع نوسانات غیرعادی جریان، فوراً باعث قطع برق می شوند. همانطور که الکترونیک قدرت به سمت کوچک سازی و راندمان بالا می رود، آی سی های یکپارچه سالن CMOS به کوچک شدن ابعاد بسته بندی ادامه می دهند و در عین حال پایداری دما را بهبود می بخشند و حسگرهای جریان اثر هال را برای سنجش جریان ایزوله ایمن و کم تلفات در سیستم های الکتریکی مدرن غیرقابل جایگزین می کنند.
