Prvič ga je odkril fizik Edwin Hall leta 1879, Tokovni senzorji s Hallovim efektom so postali prevladujoča izolirana komponenta za merjenje toka v močnostni elektroniki, avtomobilski in industrijski opremi ter rešujejo kritične omejitve tradicionalnih ranžirnih uporov in tokovnih transformatorjev. Na podlagi principa Hallovega učinka, ko gredo nabiti nosilci znotraj polprevodniške plošče skozi pravokotno magnetno polje, nastane merljiva prečna napetost (Hallova napetost). Ker je magnetni tok, ki obdaja prevodnik, linearno sorazmeren z njegovim pretočnim tokom po Amperovem zakonu, se lahko Hallova napetost pretvori v točen signal, ki predstavlja velikost toka, s čimer se doseže popolna galvanska izolacija med visokonapetostnimi primarnimi vezji in nizkonapetostnimi krmilnimi vezji.
Obstajata dve glavni strukturni kategoriji: senzorji z odprto in zaprto zanko. Zasnove z odprto zanko uporabljajo preprosto magnetno jedro z zračno režo, v kateri je vgrajen linearni Hallov čip. Primarni tok ustvarja koncentrirani magnetni tok, ki ga zajame Hallov element, katerega ojačani izhod neposredno odraža trenutne vrednosti. Zaradi kompaktne velikosti, lahke zgradbe, izjemno nizke porabe energije in dostopne cene se odlikujejo v scenarijih visokega toka nad 300 A in osnovnih nalogah spremljanja, kot je zaznavanje stanja napolnjenosti baterije. Njihova glavna pomanjkljivost je zmerna natančnost, pri čemer magnetna histereza in temperaturni odmik povzročata manjše napake pri merjenju po tokovnih preobremenitvah. Senzorji z zaprto zanko (brez pretoka) vključujejo dodatno kompenzacijsko tuljavo za negativne povratne informacije. Tuljava ustvari povratni magnetni tok, da nevtralizira primarno polje in ohranja neto jedrni tok blizu ničle. To odpravlja nelinearnost in histerezne napake, kar zagotavlja natančnost pod 0,5 % in široko pasovno širino nad 150 kHz, kar je idealno za področja z visokimi zahtevami, kot je krmiljenje inverterskega motorja in natančno testiranje moči, kljub višjim stroškom in večjim odtisom.
V primerjavi s shunt upori Hallovi senzorji ne proizvajajo nobene izgube moči ali toplote na poti visokega toka, s čimer se izognejo izgubi energije pri velikih obremenitvah. Za razliko od tokovnih transformatorjev, omejenih na izmenični tok, hkrati merijo DC, AC in nepravilne impulzne valovne oblike, kar podpira dvosmerno zaznavanje toka. Njihova galvanska izolacija je ključna varnostna prednost: visokonapetostni sunki na izmerjeni žici ne morejo poškodovati nadzornih plošč mikrokrmilnika, kar drastično zmanjša tveganje okvare opreme.
Široke industrijske aplikacije zajemajo nove energetske sisteme za upravljanje baterij vozil, solarne pretvornike, napajalnike UPS, servo motorje in naprave za spremljanje pametnih omrežij. Služijo tudi za zaščito pred previsokim tokom in funkcijah diagnosticiranja napak, ki takoj sprožijo izklop električne energije, ko pride do nenormalnih tokovnih konic. Ker se močnostna elektronika usmerja k miniaturizaciji in visoki učinkovitosti, integrirani CMOS Hall IC še naprej zmanjšujejo dimenzije embalaže, hkrati pa izboljšujejo temperaturno stabilnost, zaradi česar so tokovni senzorji Hallovega učinka nenadomestljivi za varno izolirano zaznavanje toka z majhnimi izgubami v sodobnih električnih sistemih.
