CN109669148A - 一种霍尔效应的测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种测量霍尔效应的方法及装置，适用于磁场测量、电流测量，涉及电子电路领域。该测量方法包括：用电子开关组对霍尔元件、霍尔元件所需的激励源以及后级放大器进行连接；霍尔元件检测所置环境的磁感应强度；通过调节所述电子开关组的状态，改变电路的拓扑连接关系，所述后级放大器可以得到不同的输出量；选取两个或两个以上的所述后级放大器的输出量，用一个广义求和电路进行运算，不仅可以有效消除(或减小)所述霍尔元件中失调信号的影响，也可以同时消除所述后级放大器中失调信号的影响。该方法可以提高相关测量的精度及稳定性。

Description

一种霍尔效应的测量方法及装置

技术领域

本发明电子商务技术领域，具体而言，涉及一种霍尔效应的测量方法及装置。

背景技术

经典霍尔效应是1879年由美国物理学家霍尔(E.H.Hall)发现的一种磁电效应，并以此命名的。在现代工业中，利用霍尔效应制成的半导体元件(称为霍尔元件)广泛的应用于自动化技术、检测技术及信息处理等方面。

利用霍尔效应，首先可以检测霍尔元件所处环境的磁感应强度。如图1所示，与霍尔元件表面相垂直的磁感应强度记为B；霍尔元件为四端口器件，将其中两个端口接入激励源，该激励源可以是电压源，也可以是电流源；另外两个端口作为输出端口，检测输出端口的相应信号，该信号可以是电压信号，也可以是电流信号，记为x，有：

x＝k·B+x_os；

其中系数k与激励源大小相关，当激励源为定值时，可以视为一个定值；xos为霍尔器件的失调量，与激励源、温度等条件相关。此时输出量x可表征霍尔元件所处环境的磁感应强度，但其中包含了霍尔器件本身的失调量。

一般情况下，由于霍尔元件直接输出的信号值较小，因此需要在后面再加后级放大器。假设后级放大器的放大倍数为A，失调量为yos，后级放大器的输出记为y，则有：

y＝A·(x+y_os)＝A·k·B+A·(x_os+y_os)；

可见后级放大器的输出量中不仅包含有磁感应强度的信息，也包含了霍尔元件和放大器的失调量。传统测量中一般需要加入调节电路，以消除失调量；但是失调量与温度等环境因数有关，因此会引起测量结果的漂移，降低测量的稳定性和精度。

以上霍尔效应测量方法的一个典型应用就是电流测量，如图2所示，用磁性材料构成一个磁回路，将霍尔元件置于磁回路中，待测电流I一般在磁回路中单匝穿芯而过。此时磁回路中的磁感应强度B与待测电流I成正比，因而霍尔元件的输出x以及后级放大器的输出量y可以表征待测电流I的大小。该方法一般称为“直放”式。同样，失调量的影响将会引起测量结果的漂移。

图3是另外一种基于“零磁通(或恒磁通)”控制法的电流测量方案，用磁性材料构成一个磁回路，将霍尔元件置于磁回路中，待测电流I一般在磁回路中单匝穿芯而过；另外再在磁回路上缠绕一个电流线圈，并且线圈中的电流受控于后级放大器的输出。此时磁回路中的磁感应强度B是待测电流I所产生磁感应强度与线圈中电流所产生磁感应强度的叠加。通过负反馈控制，使得磁回路中的磁感应强度B始终为零(或一个定值)，则可以用线圈中的电流来表征待测电流I的值。该方法一般称为“零磁通控制”式。这种方法可以提高测量的线性度，但是对于失调量引起的测量结果漂移无任何抑制作用。

可见，霍尔元件的失调量及漂移、放大器的失调量及其漂移，是影响相关测量精度及稳定性的重要原因。

发明内容

有鉴于此，在现有测量方法的基础上，本发明提供了一种霍尔效应的测量方法，如图4所示，分为以下4个步骤：

用霍尔元件测量所置环境的磁感应强度；

用电子开关组对霍尔元件、霍尔元件所需的激励源以及后级放大器进行连接；调节电子开关组的状态，可以改变霍尔元件、激励源以及后级放大器之间的连接状态；

在电子开关组的不同状态下，后级放大器将得到不同输出；

合理地选取两个或两个以上状态，将后级放大器的输出进行广义求和运算。

通过以上方法，不仅可以有效消除(或减小)霍尔元件本身的失调量的影响，也可以同时消除后级放大器中失调量的影响，提高相关测量的精度及稳定性。

采用图示说明和数学公式，可以更准确地描述本发明的基本理论原理及数学方法。

图5(a)是本发明方法所对应装置的基本原理示意图：用电子开关组对霍尔元件、霍尔元件所需的激励源以及后级放大器进行连接。调节所述电子开关组的状态，可以改变所述霍尔元件、所述激励源以及所述后级放大器之间的连接状态。

与所述霍尔元件表面相垂直的磁感应强度记为B；所述霍尔元件为四端口器件，分别标记为1、2、3、4端口，该处编号仅用于标记，不代表所述霍尔元件实际端口的排列。考虑到所述激励源的极性问题，激励源的两个端口分别标记为s1和s2端口，所述激励源可以是电压源，也可以是电流源。

调节所述电子开关组的状态，并假设所述激励源的值不变，霍尔效应的比例系数为k，则可以得到以下四种连接状态及结果，如图5(b)所示：

第一状态：将所述霍尔元件1端口接入所述激励源s1端口，所述霍尔元件3端口接入所述激励源s2端口；将所述霍尔元件2、4两个端口作为输出端口，输出信号记为x1，此时所述霍尔元件的失调量记为xos1，则有：

x₁＝k·B+x_os1；

第二状态：将所述霍尔元件3端口接入所述激励源s1端口，所述霍尔元件1端口接入所述激励源s2端口；将所述霍尔元件2、4两个端口作为输出端口，输出信号记为x2，此时所述霍尔元件的失调量记为xos2，则有：

x₂＝-k·B-x_os2；

第三状态：将所述霍尔元件2端口接入所述激励源s1端口，所述霍尔元件4端口接入所述激励源s2端口；将所述霍尔元件1、3两个端口作为输出端口，输出信号记为x3，此时所述霍尔元件的失调量记为xos3，则有：

x₃＝k·B-x_os3；

第四状态：将所述霍尔元件4端口接入所述激励源s1端口，所述霍尔元件2端口接入所述激励源s2端口；将所述霍尔元件1、3两个端口作为输出端口，输出信号记为x4，此时所述霍尔元件的失调量记为xos4，则有：

x₄＝-k·B+x_os4；

这里还有很关键的一点，如果在这四个状态下激励源的值不变，并且使用的是同一个霍尔元件，在较短时间内失调量的漂移可以忽略，因此上述四个状态下的所述霍尔元件的失调量是近似相等的，即有：

x_os1≈x_os2≈x_os3≈x_os4；

将上述四个状态时的输出量再经过一个后级放大器放大，可以得到四个对应的放大输出量。假设所述后级放大器的放大倍数为A，忽略所述后级放大器失调量在短时间内的漂移，所述后级放大器失调量统一记为为yos，则所述后级放大器的输出对应有：

第一状态：y₁＝A·(x₁+y_os)＝A·k·B+A·(x_os1+y_os)；

第二状态：y₂＝A·(x₂+y_os)＝-A·k·B-A·(x_os2-y_os)；

第三状态：y₃＝A·(x₃+y_os)＝A·k·B-A·(x_os3-y_os)；

第四状态：y₄＝A·(x₄+y_os)＝-A·k·B+A·(x_os4+y_os)。

在这四个所述后级放大器的输出量中合理选取两个或两个以上量进行广义求和运算，则不仅可以消除掉所述霍尔元件中失调量的影响，同时也可以消除所述后级放大器中失调量的影响，所得结果只与磁感应强度B相关，例如：

y₃-y₂＝2A·k·B；

y₁-y₄＝2A·k·B；

y₁+y₃-y₂-y₄＝4A·k·B；

因此在实际电路中，再加上一级广义求和放大电路，对所选取的所述后级放大器输出量进行求和运算，就可以得到只与磁感应强度B相关的输出量。所述广义求和放大电路的具体运算形式，则与所选取的所述状态相关，可以是加法、减法或混合运算电路。

和传统测量方法相比，该方法的特点在于可以同时有效消除(或减小)所述霍尔元件、所述后级放大器中失调信号的影响，从而提高相关测量的精度及稳定性。

以上内容就是本发明的基本理论原理及核心数学思想。

以上所叙述的测量方法中，还有以下几点补充说明：

1、所述测量方法的关键点在于，利用所述电子开关组改变所述霍尔元件、所述激励源以及所述后级放大器之间的连接状态，从而得到不同的所述后级放大器的输出量，每个所述输出量中都包含与磁感应强度相关的有效量和与器件相关的失调量。所谓“合理”选取指得是，所述输出量至少有两个，其中所包含的所述有效量和所述失调量的叠加效果相反。更严格的表述为：其中一个是所述有效量和所述失调量的叠加使得所述输出量的绝对值增大，另外一个是所述有效量和所述失调量的叠加使得所述输出量的绝对值减小。这样，通过广义求和运算，就可以消除所述失调量的影响。

2、由于所述霍尔元件的失调量与所述激励源相关，因此在合理选取两个所述后级放大器的输出量进行运算的过程中，所述激励源的值保持不变，才能消除所述失调量的影响。但如果选取两个以上的所述输出量进行运算，则所述激励源的值可以改变：只需要保证选取合理的两个所述输出量的运算过程中，所述激励源不变；在另外选取的合理的所述输出量的运算过程中，可以改变所述激励源的值再进行运算。因此在电路中甚至可以采用多组激励源。

3、在以上的测量方法描述中，仅描述了一个所述霍尔元件的情况，但该测量方法可以扩展为其它更为复杂的情况。所述霍尔元件可以是一个霍尔芯片，也可以是多个霍尔芯片的并联；所述电子开关组可以是一个电子开关组单元，也可以是多个所述电子开关组单元，并且每个所述电子开关组单元都连接有相同或不同的所述霍尔元件；所述后级放大器可以是一个放大器单元，也可以是多个所述放大器单元，并且每个所述放大器单元可以连接不同的或相同的所述电子开关组单元。在这些扩展情况下，电路所能呈现的状态可以不止前面所描述的四种状态，但同样可以通过合理地选取两个或两个以上的状态，消除测量中所述失调量的影响。

4、所述后级放大器和所述广义求和放大电路用于对所述霍尔元件的输出信号进行放大和相关的数学运算，因此在实际电路中，所述后级放大器和所述广义求和放大电路可以是模拟放大电路，也可以是对信号进行采样后再进行数学运算的数字电路，也可以是模拟放大电路和数字电路的混合电路。

5、为了实现以上测量方法，实际电路中可以用一个斩波信号发生器，产生一组控制信号，将时间分为周期性的片段；所述斩波信号发生器所产生的信号用以控制所述电子开关组的状态，每个所述时间片段内，对应一种所述电子开关组的状态，对应于一种所述霍尔元件、所述激励源以及所述后级放大器之间的连接状态，对应于一个或多个所述后级放大器的输出量，对应于所述广义求和放大电路的一个或多个输入量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明范围的限定。

图1为传统测量装置的结构示意图；

图2为传统直放式的电流测量装置的结构示意图；

图3为传统零磁通(或恒磁通)恒磁通的测量装置的结构示意图；

图4是本发明提供霍尔效应的测量方法的方法流程图；

图5(a)是本发明提供霍尔效应的测量装置的结构示意图；

图5(b)是本发明提供霍尔效应的测量装置在电子开关组调节下所呈现不同拓扑连接状态的结构示意图；

图6是本发明实施例1提供霍尔效应的测量装置的结构示意图；

图7是本发明实施例2提供基于霍尔效应的电流测量装置的结构示意图；

图8是本发明实施例3提供基于霍尔效应的电流测量装置的结构示意图。

具体实施方式

根据以上的测量方法，可以得到以下一些发明实施例。

实施例1:一种霍尔效应的测量装置。

所述测量装置可以用于磁场感应强度的检测，所述测量装置如图6所示。所述测量装置包括：斩波信号发生器、电子开关组、霍尔元件、霍尔元件所需的激励源、后级放大器、广义求和放大电路。

所述霍尔元件用于检测所置环境的磁感应强度；所述斩波信号发生器产生一组方波(矩形波)控制信号，用以控制所述电子开关组的状态；所述电子开关组在实施例中表示为四只单刀双掷开关，投掷方向统一受所述斩波信号发生器方波信号电位高低的控制。

所述电子开关组对所述霍尔元件、所述霍尔元件所需的激励源以及所述后级放大器进行连接。

当所述斩波信号发生器产生的方波为高电位时，所述四只单刀双掷开关统一产生一个方向的投掷，将所述霍尔元件的1、3端口连接到所述激励源，将所述霍尔元件的2、4端口连接到所述后级放大器；此时电路为一个特定状态，可以得到所述后级放大器的第一输出量。

当所述斩波信号发生器产生的方波为低电位时，所述四只单刀双掷开关统一产生另一个方向的投掷，将所述霍尔元件的2、4端口连接到所述激励源，将所述霍尔元件的1、2端口连接到所述后级放大器；此时电路为又一个特定状态，可以得到所述后级放大器的第二输出量。

将所述后级放大器的第一和第二输出量输入到所述广义求和放大电路进行运算并放大，得到所述广义求和放大电路的输出信号。

所述广义求和放大电路的输出信号中，不再含有所述霍尔元件、所述后级放大器的失调量信息，仅包含所述霍尔元件所置环境的磁感应强度信号。

实施例2:一种基于霍尔效应的电流测量装置。

所述电流测量装置可以用于电流的非接触检测，是传统“直放”式测量装置的改进，所述电流测量装置如图7所示。所述电流测量装置包括：斩波信号发生器、电子开关组、霍尔元件、霍尔元件所需的激励源、后级放大器、广义求和放大电路以及由磁性材料构成的磁回路。所述磁回路包含一个或多个气隙；所述霍尔元件放置于所述磁回路的一个或多个气隙中；待测电流线路在所述磁回路中穿芯而过或缠绕于所述磁回路。

所述待测电流在所述磁回路中将产生磁感应强度；所述霍尔元件用于检测所述磁回路中的磁感应强度。

所述斩波信号发生器产生一组方波(矩形波)控制信号，用以控制所述电子开关组的状态；所述电子开关组在实施例中表示为四只单刀双掷开关，投掷方向统一受所述斩波信号发生器方波信号电位高低的控制。

所述电子开关组对所述霍尔元件、所述霍尔元件所需的激励源以及所述后级放大器进行连接。

当所述斩波信号发生器产生的方波为高电位时，所述四只单刀双掷开关统一产生一个方向的投掷，将所述霍尔元件的1、3端口连接到所述激励源，将所述霍尔元件的2、4端口连接到所述后级放大器；此时电路为一个特定状态，可以得到所述后级放大器的第一输出量。

当所述斩波信号发生器产生的方波为低电位时，所述四只单刀双掷开关统一产生另一个方向的投掷，将所述霍尔元件的2、4端口连接到所述激励源，将所述霍尔元件的1、2端口连接到所述后级放大器；此时电路为又一个特定状态，可以得到所述后级放大器的第二输出量。

将所述后级放大器的第一和第二输出量输入到所述广义求和放大电路进行运算并放大，得到所述广义求和放大电路的输出信号。

所述广义求和放大电路的输出信号中，不再含有所述霍尔元件、所述后级放大器的失调量信息，仅包含所述霍尔元件所置磁回路的磁感应强度信号。

因为磁回路中的磁感应强度由所述外部待测电流产生，因此所述广义求和放大电路的输出信号直接表征了所述外部待测电流的大小。

实施例3:一种基于霍尔效应的电流测量装置。

所述电流测量装置可以用于电流的非接触检测，是传统的“零磁通”控制法的改进，所述电流测量装置如图8所示。所述电流测量装置包括：斩波信号发生器、电子开关组、霍尔元件、霍尔元件所需的激励源、后级放大器、广义求和放大电路以及由磁性材料构成的磁回路；所述磁回路上缠绕一个电流线圈，所述线圈中的电流受控于所述广义求和放大电路的输出信号；所述磁回路包含一个或多个气隙；所述霍尔元件放置于所述磁回路的一个或多个气隙中；待测电流线路在所述磁回路中穿芯而过或缠绕于所述磁回路。

所述线圈中的电流和所述待测电流在所述磁回路中分别产生磁感应强度；所述磁回路中的磁感应强度为二者所分别产生的磁感应强度的叠加；所述霍尔元件用于检测所述磁回路中的磁感应强度。

所述斩波信号发生器产生一组方波(矩形波)控制信号，用以控制所述电子开关组的状态；所述电子开关组在实施例中表示为四只单刀双掷开关，投掷方向统一受所述斩波信号发生器方波信号电位高低的控制。

所述电子开关组对所述霍尔元件、所述霍尔元件所需的激励源以及所述后级放大器进行连接。

当所述斩波信号发生器产生的方波为高电位时，所述四只单刀双掷开关统一产生一个方向的投掷，将所述霍尔元件的1、3端口连接到所述激励源，将所述霍尔元件的2、4端口连接到所述后级放大器；此时电路为一个特定状态，可以得到所述后级放大器的第一输出量。

当所述斩波信号发生器产生的方波为低电位时，所述四只单刀双掷开关统一产生另一个方向的投掷，将所述霍尔元件的2、4端口连接到所述激励源，将所述霍尔元件的1、2端口连接到所述后级放大器；此时电路为又一个特定状态，可以得到所述后级放大器的第二输出量。

将所述后级放大器的第一和第二输出量输入到所述广义求和放大电路进行运算并放大，得到所述广义求和放大电路的输出信号。

所述广义求和放大电路的输出信号中，不再含有所述霍尔元件、所述后级放大器的失调量信息，仅包含所述霍尔元件所置磁回路的磁感应强度信号。

利用所述广义求和放大电路的输出信号去控制所述电流线圈中的电流大小，使得所述磁回路中的总磁感应强度为零或一个恒定值。

此时所述电流线圈中的电流大小即可表征所述待测电流的大小。

本发明在现有霍尔效应测量方法的基础上，提出了利用电子开关组对霍尔元件、霍尔元件所需的激励源以及后级放大器进行连接；通过调节所述电子开关组的状态，可以改变电路组件之间的连接状态，进而利用不同连接状态下有效信号和失调信号之间的叠加关系，不仅可以有效消除(或减小)所述霍尔元件中失调信号的影响，也可以同时消除电路中所述后级放大器中失调信号的影响，从而提高测量的精度和稳定性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以上对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“求和”、“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；又例如，“求和”运算可以是由具有减法性质的装置完成，也可以是由具有加法性质的装置完成。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (8)

1.一种霍尔效应的测量方法，其特征在于，所述测量方法应用于霍尔效应的测量装置，所述测量装置包括霍尔元件、霍尔元件所需激励源、电子开关组、后级放大器以及广义求和电路，所述测量方法包括：用所述电子开关组对所述霍尔元件、所述霍尔元件所需的激励源以及所述后级放大器进行连接；霍尔元件检测所置环境的磁感应强度；调节所述电子开关组的状态，可以改变所述霍尔元件、所述激励源以及所述后级放大器之间的连接状态；每一个所述连接状态，对应一个所述后级放大器的输出量；选取两个或两个以上的所述后级放大器的输出量，输入到一个广义求和放大电路进行运算，得到所述广义求和放大电路的输出信号；

所述广义求和放大电路的输出信号与所述霍尔元件的输出信号相关，在选取两个或两个以上合理的所述电子开关组状态、两个或两个以上合理的所述后级放大器的输出量的情况下，所述广义求和放大电路的输出信号中，不仅可以有效消除(或减小)所述霍尔元件中失调信号的影响，也可以同时消除所述后级放大器中失调信号的影响，从而提高相关测量的精度及稳定性。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述测量装置还包括一个斩波信号发生器，产生一组控制信号，将时间分为周期性的片段；所述斩波信号发生器所产生的信号用以控制所述电子开关组的状态，每个所述时间片段内，对应一种所述电子开关组的状态，对应于一种所述霍尔元件、所述激励源以及所述后级放大器之间的连接状态，对应于一个或多个所述后级放大器的输出量，对应于所述广义求和放大电路的一个或多个输入量。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述霍尔元件可以是一个霍尔芯片，也可以是多个霍尔芯片的并联；所述电子开关组可以是一个电子开关组单元，也可以是多个所述电子开关组单元，并且每个所述电子开关组单元都连接有相同或不同的所述霍尔元件；所述后级放大器可以是一个放大器单元，也可以是多个所述放大器单元，并且每个所述放大器单元可以连接不同的或相同的所述电子开关组单元。

4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，包括所述广义求和放大电路，所述广义求和放大电路必需对两个或两个以上的输入量进行运算；所述广义求和放大电路的具体形式，根据所选取的两个或两个以上所述电子开关状态、两个或两个以上所述后级放大器的输出量，可以是加法、减法或混合运算电路。

5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，包括所述后级放大器和所述广义求和放大电路；所述后级放大器和所述广义求和放大电路可以是模拟放大电路，也可以是对信号进行采样后再进行数字运算的数字电路，也可以是模拟放大电路和数字电路的混合电路。

6.一种霍尔效应的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：斩波信号发生器、电子开关组、霍尔元件、霍尔元件所需的激励源、后级放大器、广义求和放大电路；

所述霍尔元件用于检测所置环境的磁感应强度；

所述斩波信号发生器产生一组控制信号，将时间分为周期性的片段，用以控制所述电子开关组的状态；

所述电子开关组对所述霍尔元件、所述霍尔元件所需的激励源以及所述后级放大器进行连接；通过所述斩波信号发生器产生的控制信号，在不同的时间片段内，调节所述电子开关组的状态，可以改变所述霍尔元件、所述激励源以及所述后级放大器之间的连接状态；每个时间片段，对应所述电子开关的一种连接状态，对应一个或多个所述后级放大器的输出量；选取两个或两个以上的所述后级放大器的输出量，输入到所述广义求和放大电路进行运算，得到所述广义求和放大电路的输出信号；

所述广义求和放大电路的输出信号与所述霍尔元件的输出信号相关，表征了所述霍尔元件所置环境的磁感应强度。

7.一种基于霍尔效应的电流测量装置，其特征在于，所述电流测量装置包括：斩波信号发生器、电子开关组、霍尔元件、霍尔元件所需的激励源、后级放大器、广义求和放大电路以及由磁性材料构成的磁回路；所述磁回路包含一个或多个气隙；所述霍尔元件放置于所述磁回路的一个或多个气隙中；待测电流线路在所述磁回路中穿芯而过或缠绕于所述磁回路；

所述待测电流在所述磁回路中将产生磁感应强度；所述霍尔元件用于检测所述磁回路中的磁感应强度；

所述斩波信号发生器产生一组控制信号，将时间分为周期性的片段，用以控制所述电子开关组的状态；

所述电子开关组对所述霍尔元件、所述霍尔元件所需的激励源以及所述后级放大器进行连接；通过所述斩波信号发生器产生的控制信号，在不同的时间片段内，调节所述电子开关组的状态，可以改变所述霍尔元件、所述激励源以及所述后级放大器之间的连接状态；每个时间片段，对应所述电子开关的一种连接状态，对应一个或多个所述后级放大器的输出量；选取两个或两个以上的所述后级放大器的输出量，输入到所述广义求和放大电路进行运算，得到所述广义求和放大电路的输出信号；

所述广义求和放大电路的输出信号与所述霍尔元件的输出信号相关；所述霍尔元件的输出信号取决于所述待测电流在所述磁回路中产生的磁感应强度，因此所述广义求和放大电路的输出信号表征了所述待测电路的大小。

8.一种基于霍尔效应的电流测量装置，其特征在于，所述电流测量装置包括：斩波信号发生器、电子开关组、霍尔元件、霍尔元件所需的激励源、后级放大器、广义求和放大电路以及由磁性材料构成的磁回路；所述磁回路上缠绕一个电流线圈，所述线圈中的电流受控于所述广义求和放大电路的输出信号；所述磁回路包含一个或多个气隙；所述霍尔元件放置于所述磁回路的一个或多个气隙中；待测电流线路在所述磁回路中穿芯而过或缠绕于所述磁回路；

所述线圈中的电流和所述待测电流在所述磁回路中分别产生磁感应强度；所述磁回路中的磁感应强度为二者所分别产生的磁感应强度的叠加；所述霍尔元件用于检测所述磁回路中的磁感应强度；

所述斩波信号发生器产生一组控制信号，将时间分为周期性的片段，用以控制所述电子开关组的状态；

所述电子开关组对所述霍尔元件、所述霍尔元件所需的激励源以及所述后级放大器进行连接；通过所述斩波信号发生器产生的控制信号，在不同的时间片段内，调节所述电子开关组的状态，可以改变所述霍尔元件、所述激励源以及所述后级放大器之间的连接状态；每个时间片段，对应所述电子开关的一种连接状态，对应一个或多个所述后级放大器的输出量；选取两个或两个以上的所述后级放大器的输出量，输入到所述广义求和放大电路进行运算，得到所述广义求和放大电路的输出信号；

利用所述广义求和放大电路的输出信号去控制所述电流线圈中的电流大小，使得所述磁回路中的总磁感应强度为零或一个恒定值；

此时所述电流线圈中的电流大小即可表征所述待测电流的大小。