Холл ток датчигі Эдвин Холл ашқан іргелі физикалық құбылыс болып табылатын Холл эффектісіне сүйенеді. Тогы бар өткізгіш электр зарядының ағынына перпендикуляр магнит өрісінің ішінде отырғанда, өткізгіштің ішіндегі заряд тасымалдаушылар бүйірлік күшке ие болады. Бұл күш оң және теріс зарядтарды материалдың қарама-қарсы жақтарына қарай итеріп, Холл кернеуі деп аталатын өлшенетін кернеу айырмашылығын жасайды. Қазіргі Холл ток датчиктері өлшенетін тізбекпен тікелей электрлік байланыссыз электр тогын анықтау үшін осы принципті пайдаланады.
Екі жалпы түрі бар: ашық контурлы және жабық контурлы сенсорлар. Ашық контурлы дизайн үшін мақсатты ток магниттік ядро арқылы өтеді. Ток ферромагниттік ядрода шоғырланған пропорционалды магнит өрісін тудырады, ол магнит ағынын ядроның ауа саңылауында орналасқан Холл элементі арқылы бағыттайды. Холл элементі магнит өрісінің күшіне тура пропорционал және өлшенетін токқа пропорционалды шағын Холл кернеуін шығарады. Ішкі күшейткіш бұл әлсіз сигналды стандартты қолданылатын шығыс кернеуіне немесе контроллерлер мен есептегіштерге арналған ток сигналына күшейтеді.
Жабық контурлы Холл сенсорлары, сондай-ақ нөлдік ағын сенсорлары ретінде белгілі, жоғары дәлдікті қамтамасыз етеді. Бастапқы ток ядрода магнит ағынын тудырады. Холл чипі бұл ағынды анықтайды және өзекке оралған қосалқы катушкаға сигнал жібереді. Катушка бастапқы ағынды жою үшін қарама-қарсы магнит өрісін жасайтын қарама-қарсы қайталама ток жасайды. Ядроның ішіндегі магнит ағыны нөлге жеткенде, қайталама ток тепе-теңдікті сақтайды. Бұл өтемдік қайталама токтың шамасы бастапқы өлшенген токты дәл көрсетеді. Жабық цикл модельдері төмен дрейфті, тамаша сызықтылықты және минималды температура қателерін көрсетеді, бұл оларды жоғары дәлдіктегі өнеркәсіптік қолданбалар үшін өте қолайлы етеді.
Ең үлкен артықшылығы Холл ток сенсорлары гальваникалық оқшаулау болып табылады. Жоғары вольтты өлшенетін тізбек пен төмен вольтты сигналдың шығыс жағы арасында тікелей электрлік байланыс жоқ. Бұл басқару тізбектерін қуат тізбектерінен оқшаулайды және кернеудің жоғарылауы мен шудың зақымдалуын болдырмайды. Маневрлік резисторлардан айырмашылығы, олар дерлік қуат тұтынбайды және айнымалы токты да, тұрақты токты да, оның ішінде тұрақты емес импульстік токтарды да өлшей алады.
Дегенмен, өнімділік шектеулері бар. Ашық контурлы сенсорлар магниттік гистерезис пен температураның ауытқуынан зардап шегеді. Холл элементінің сезімталдығы температураға байланысты өзгереді, бұл компенсациялық тізбектерсіз өлшеу қателерін тудыруы мүмкін. Маңайдағы сымдардың немесе магниттердің магниттік кедергілері де көрсеткіштерді бұрмалауы мүмкін. Өндірушілер осы жағымсыз әсерлерді азайту үшін сигналды реттеуді, температураны өтеуді және экрандауды біріктіреді.
Бүгінгі күні Холл ток датчиктері электр көліктерінде, фотоэлектрлік инверторларда, қозғалтқыш жетектерінде және электрмен жабдықтау жүйелерінде кеңінен қолданылады. Олар токты бақылаудың қауіпсіз, ықшам және тиімді әдісін ұсынады. Электр тогы тудыратын магнит өрісінің ауытқуын өлшенетін электрлік сигналдарға түрлендіру арқылы Холл эффектісі заманауи электр электроникасы үшін сенімді байланыссыз токты өлшеуге мүмкіндік береді.
