
霍爾傳感器是一種磁傳感器。用它可以檢測磁場及其變化,可在各種與磁場有關的場合中使用。霍爾傳感器以霍爾效應為其工作基礎,是由霍爾元件和它的附屬電路組成的集成傳感器?;魻杺鞲衅髟诠I、交通運輸和日常生活中有著非常的應用。
一、霍爾效應霍爾元件 霍爾傳感器
霍爾效應
如圖1所示,在半導體薄片兩端通以控制電流I,并在薄片的垂直方向施加磁感應強度為B的勻強磁場,則在垂直于電流和磁場的方向上,將產生電勢差為UH的霍爾電壓,
它們之間的關系為

(二)霍爾元件
根據霍爾效應,人們用半導體材料制成的元件叫霍爾元件。它有對磁場敏感、結構簡單、體積小、頻率響應寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等點,因此,在測量、自動化、計算機和信息技術等領域的應用。
(三)霍爾傳感器
由于霍爾元件產生的電勢差很小,故通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補償電路及穩壓電源電路等集成在一個芯片上,稱之為霍爾傳感器。
二、霍爾傳感器的分類
霍爾傳感器分為線性型霍爾傳感器和開關型霍爾傳感器兩種。
(一)線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成,它輸出模擬量。
(二)開關型霍爾傳感器由穩壓器、霍爾元件、差分放大器,斯密特觸發器和輸出級組成,它輸出數字量。
三、霍爾傳感器的特性
(一)線性型霍爾傳感器的特性
(二)開關型霍爾傳感器的特性
如圖4所示,其中BOP為工作點“開”的磁感應強度,BRP為釋放點“關”的磁感應強度。
另外還有一種“鎖鍵型”(或稱“鎖存型”)開關型霍爾傳感器,其特性如圖5所示。
四、霍爾傳感器的應用
按被檢測對象的性質可將它們的應用分為:直接應用和間接應用。前者是直接檢測受檢對象本身的磁場或磁特性,后者是檢測受檢對象上人為設置的磁場,這個磁場是被檢測的信息的載體,通過它,將許多非電、非磁的物理量,例如速度、加速度、角度、角速度、轉數、轉速以及工作狀態發生變化的時間等,轉變成電學量來進行檢測和控制。
(一)線性型霍爾傳感器主要用于一些物理量的測量。例如:
1.電流傳感器
由于通電螺線管內部存在磁場,其大小與導線中的電流成正比,故可以利用霍爾傳感器測量出磁場,從而確定導線中電流的大小。利用這一原理可以設計制成霍爾電流傳感器。其點是不與被測電路發生電接觸,不影響被測電路,不消耗被測電源的功率,特別于大電流傳感。
2.位移測量
如圖7所示,兩塊*磁鐵同極性相對放置,將線性型霍爾傳感器置于中間,其磁感應強度為零,這個點可作為位移的零點,當霍爾傳感器在Z軸上作△Z位移時,傳感器有一個電壓輸出,電壓大小與位移大小成正比。
1.測轉速或轉數
如圖9所示,,在非磁性材料的圓盤邊上粘一塊磁鋼,霍爾傳感器放在靠近圓盤邊緣處,圓盤旋轉一周,霍爾傳感器就輸出一個脈沖,從而可測出轉數(計數器),若接入頻率計,便可測出轉速。
2.各種實用電路
開關型霍爾傳感器尺寸小、工作電壓范圍寬,工作,便宜,因此獲得極的應用。下面列舉兩個實用電路加以說明:
電路1 防盜器
電路2 公共汽車門狀態顯示器
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