、引言
 1、霍尔效应介绍，开环式和闭环式的优缺点。
自从1897年美国物理学家Edwim Herbert Hall发现了霍尔效应，霍尔越来越多的应用到工业的各个领域。到了20世纪80年代，随着电子制造工业的速发展，霍尔电流/电压传感器集成度和可靠度有了很大提，尤其是闭环霍尔电流/电压传感器的研制成功，加扩大了霍尔器件的应用领域。
2、闭环霍尔电流传感器的工作原理。
    霍尔传感器是以霍尔效应为基础。如图1所示，当把通有小电流的半导体薄片置于磁场中时，半导体内的载流子受洛伦兹力的作用而发生偏转，使半导体两侧产生电势差，该电势差即为霍尔电压VH，这个VH电压与磁感应强度B及电流IC成正比，经过理论推算得到如下等式关系：
                              VH=（RH/d）×B×IC （1）
式中，VH为霍尔电压；B为磁感应强度；IC为电流；RH为霍尔系数：d为半导体片的厚度。
   在式（1）中：若保持电流IC不变，在条件下。可通过测量霍尔电压推算出磁感应强度的大小，由此建立了磁场与电压信号的；根据这关系式。人们研制了用于测量磁场的半导体器件即霍尔器件。 
  闭环霍尔电流传感器是用霍尔器件作为核心敏感元件、用于电流的模块化产品，其工作原理是霍尔磁平衡式的（或称霍尔磁补偿式、霍尔零磁通 式）。*，当电流流过根长的直导线时，在导线周围产生磁场，磁场的大小与流过导线的电流的大小成正比，这磁场可以通过软磁材料来聚集，然后用霍尔器件进行，由于磁场的变化与霍尔器件的输出电压信号有良好的线关系，因此，可以用测得的输出信号，直接反应导线中电流的大小，即：
                                   I∝B∝VH （2）
式中，I为通过导线中的电流；B为导线通电流后产生的磁感应强度；VH为霍尔器件在磁场中产生的霍尔电压。
  选择适当的比例系数，上述关系可表示为等式。
  对于霍尔输出电压VH的处理，人们设计了许多种电路，但总体来讲可分为两类：类为开环（或称直测式、直检式）霍尔电流传感器；另类为闭环（或称零磁通式、磁平衡式）霍尔电流传感器。
针对霍尔传感器的电路形式，人们zui想到的是将霍尔元件的输出电压用运算放大器直接放大，得到所需要的信号电压，由此电压值来标定原边被测电流的大小，这种形式的霍尔传感器通常称为开环霍尔电流传感器。开环霍尔传感器的优点是电路形式简单、成本相对较低；其缺点是和线度较差，响应时间较慢， 温度漂移较大。
二、LEM电流、电压传感器主要特及优点
1、LEM公司及主要产品
    LEM公司是电量传感器的知道尚，也是电量传感器领域的。早在20世纪70年代LEM公司就在铁路领域占领重要席。该公司的铁路传感器系列产品集程度、能稳定可靠、安装方便等优点，并通过CE，RoHs，UL，UR等，提供5年质保，了铁路行业的认可。
2、结合霍尔传感器工作原理，详细介绍LEM的传感器及主要参数。
LEM公司生产的传感器相对于同类产品具有下优点；
产品
良好的线形度
温度漂移低
反映时间快
能力强
具有电源过载保护
3、从设计的角度分析LEM的优点：带补偿，用户自定义原边电阻等特。 
三、内燃机车励磁系统组成及采样信号的分析
1、简单介绍内燃机车励磁调节器功能
实现机车的恒功率调节、电阻制动工况的恒励磁电流和恒制动电流调节、辅助电压调整、无调速、磁场削弱、制动扩展、轮缘润滑、位油压保护、空压机软启动等。
需要的模拟量如下：
1、Rgt滑动端电压：0-133.3V
2、Rgt电压：0-133.3V
3、主发电压：0-1024V
4、主发电流：0-7.2A
5、制动励磁电流：0-1A
2、采样的信号分析（主发电压、制动励磁电流等），及传感器如何选型
主发电压：被电压范围0-1024V，选用LEM传感器LV100型号。此传感器接法及原边电阻的选择如下图所示： 
           
 
  主发电流和励磁电流：被的主发电流范围0-7.2A，制动励磁电流范围0-1A。选用LA25-8NP型传感器，此传感器接法及原边电阻的选择如下图所示： 
      
滑动端和电压：被的滑动端和电压范围0-133.3V，选用LV28-P型传感器，此传感器接法及原边电阻的选择如下图所示： 
          
四、总结
    由于励磁器工作在温、寒、粉尘大、电磁污染严重等恶劣环境下。对元器件的选择要求很严格，经过对LEM传感的测试和使用情况，LEM公司的电流、电压传感器要求。
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