霍尔式电流传感器实验研究开题报告

1. 研究目的与意义

在科学技术高度发展的现代社会中，人类已进入瞬息万变的信息时代人们在从事工

业生产和科学实验等活动中主要依靠对信息资源的开发、获取、传输和处理，检测技术既是服务于其他学科的工具，又是综合运用其他多门学科最新成果的尖端技术。因此检测技术的发展是科学技术和生产发展的重要基础，也是一个国家生产力发展和现代化程度的重要指标。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息、并能够感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

霍尔电流传感器是当今电子测量领域中应用最多的传感器之一，广泛应用于电力、电子、交流变频调速、逆变装置、电子测量和开关电源等诸多领域、可完全替代传统的互感器和分流器，并具有精度高、线性好、频带宽、响应快、过载能力强和不损失测量电路能量等诸多优点，因而被广泛应用于变频调速装置、逆变装置、ups电源、逆变焊机、变电站、电解电镀、数控机床、微机检测系统、电网监控系统和需要隔离检测大电流、电压的各个领域中。在电力电子产品中，对大电流进行精确的检测和控制也是产品安全可靠运行的根本保证。

2. 国内外研究现状分析

霍尔传感器是基于霍尔效应研制的传感器，1879年e.hall发现了霍尔效应，从发现原理到工程应用，一共经历了三个阶段。

从1879年霍尔效应的发现直到1940年前期，由于当时并没有找到合适的霍尔效应材料，而金属材料中的电子浓度又很大，霍尔效应十分微弱，所以没有引起足够的重视，研究一直处于停滞状态。到了20世纪40年代中期半导体理论和技术出现之后，被发现更利于制成霍尔效应器件，因此随着半导体材料、制造工艺和技术的应用，推动了霍尔元件的发展，开阔了应用领域。

自1960年开始，因为集成电路技术的发展，推动了将霍尔效应元件和相关的信号处理电路集成在一起的霍尔器件，当前，霍尔效应传感器已成为市场占有率最高，适应性最强的传感器类型之一。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容主要有：（1）研究霍尔式磁传感器的基本原理，利用霍尔传感器测量导体中的电流大小；（2）利用AD627、XTR105设计并制作霍尔传感器的激励信号源及信号调理、放大电路；（3）将被测电流转换为4~20mA标准信号输出，实现两线制供电及信号远程传输；（4）实验测试输出电流随被测电流的变化规律；（5）研究提高霍尔式电流变送器线性度的方法，优化传感器的测试性能。研究计划：2018年12月31日起，确定论文题目，查阅相关资料。2018年1月13日前：在老师的指导下，拟定文献综述和开题报告。2018年1月132018年4月，听取老师意见，撰写论文初稿，并交指导老师评审。2018年4月2018年5月中旬，定稿。2018年5月下旬2018年6月15日前，答辩，完善提交论文定稿。

4. 研究创新点

研究提高霍尔式电流变送器线性度的方法，优化传感器的测试性能