奥地利微电子推出3D霍尔传感器

霍尔效应-----------------百度百科百科名片霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是美国物理学家霍尔（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。

当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象便是霍尔效应。

这个电势差也被叫做霍尔电势差。

目录发现解释相关反应本质应用发展编辑本段发现霍尔效应在1879年被E.H. 霍尔发现，它定义了磁场和感应电压之间的关系，这种效应和传统的感应效果完全不同。

当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于弟子运动方向上的的作用力，从而在导体的两端产生电压差。

虽然这个效应多年前就已经被大家知道并理解，但基于霍尔效应的传感器在材料工艺获得重大进展前并不实用，直到出现了高强度的恒定磁体和工作于小电压输出的信号调节电路。

根据设计和配置的不同，霍尔效应传感器可以作为开/关传感器或者线性传感器。

霍尔效应编辑本段解释在导体上外加与电流方向垂直的磁场，会使得导线中的电子与电洞受到不同方向的洛伦兹力而往不同方向上聚集，在聚集起来的电子与电洞之间会产生电场，此一电场将会使后来的电子电洞受到电力作用而平衡掉磁场造成的洛伦兹力，使得后来的电子电洞能顺利通过霍尔效应不会偏移，此称为霍尔效应。

而产生的内建电压称为霍尔电压。

3141 THRU 3144 SENSITIVEHALL-EFFECT SWITCHESFOR HIGH-TEMP. OPERATION方便起见，假设导体为一个长方体，长度分别为a,b,d ，磁场垂直ab 平面。

电流经过ad ，电流I = nqv(ad)，n 为电荷密度。

设霍尔电压为VH ，导体沿霍尔电压方向的电场为VH / a 。

设磁场强度为B 。

霍尔效应推导编辑本段相关反应量子霍尔效应热霍尔效应：垂直磁场的导体会有温度差。

Corbino 效应：垂直磁场的薄圆碟会产生一个圆周方向的电流。

霍尔传感器工作原理引言概述：霍尔传感器是一种常见的磁场传感器，它通过测量磁场的变化来实现对物理量的检测。

本文将详细介绍霍尔传感器的工作原理及其应用。

一、霍尔传感器的基本原理1.1 磁场感应原理霍尔传感器利用霍尔效应，即当导体中有电流流过时，若置于磁场中，会在导体两侧产生电势差。

这是由于磁场对电子的偏转作用导致的。

1.2 霍尔元件的结构霍尔传感器通常由霍尔元件、电源和输出电路组成。

霍尔元件是关键部分，它一般由半导体材料制成，具有特殊的结构，如霍尔元件的两侧分别有N型和P型半导体层，中间是一层绝缘层。

1.3 霍尔元件的工作原理当霍尔元件中有电流流过时，若置于磁场中，磁场会对电子的运动轨迹产生影响，使电子在导体内部聚集或偏转，导致导体两侧产生电势差。

这个电势差可以通过输出电路转化为电压信号，从而实现对磁场的检测。

二、霍尔传感器的类型及特点2.1 线性霍尔传感器线性霍尔传感器输出的电压信号与磁场的强度成线性关系，适用于需要精确测量磁场的应用，如磁场强度测量、位置检测等。

2.2 开关霍尔传感器开关霍尔传感器输出的电压信号在磁场存在时为高电平，无磁场时为低电平，适用于需要检测磁场开关状态的应用，如磁性接近开关、磁性开关等。

2.3 优点和应用霍尔传感器具有灵敏度高、响应速度快、体积小、功耗低等优点。

因此，它广泛应用于汽车电子、工业自动化、电子设备等领域，如车速传感器、转向角传感器、电流检测等。

三、霍尔传感器的工作环境要求3.1 温度要求霍尔传感器对温度的变化比较敏感，因此在使用时要注意工作温度范围，避免超出其允许的温度范围。

3.2 磁场要求霍尔传感器对磁场的强度和方向都有要求，需要根据具体应用选择合适的霍尔传感器。

同时，要避免外部磁场对传感器的干扰，以确保测量结果的准确性。

3.3 电源要求霍尔传感器通常需要外部供电，电源的稳定性对传感器的工作影响较大，应选择稳定的电源，并注意电源电压的匹配。

四、霍尔传感器的优化设计4.1 磁场集中设计通过合理的磁场集中设计，可以提高传感器的灵敏度和精度。

霍尔传感芯片霍尔传感芯片（Hall Sensor Chip）霍尔传感芯片是一种基于霍尔效应原理的传感器芯片，可以用于测量磁场的强度和方向。

它由霍尔元件、信号调理电路和数字输出接口组成。

霍尔效应是一种磁场作用下产生的电势差现象，可以通过霍尔元件将磁场信号转换成电信号。

霍尔传感芯片中的霍尔元件通常采用半导体材料，如硅、镓等。

当磁场垂直于霍尔元件的面时，磁场会使电子发生偏转，从而产生正负电荷分离，形成一个电势差。

信号调理电路可以对这个电势差进行放大、滤波和稳定处理，最终输出一个稳定的电压信号。

霍尔传感芯片的输出接口通常为数字信号，可以通过数字接口与其他电路或微控制器进行通信。

在应用方面，霍尔传感芯片广泛应用于磁性传感、电机控制、位置检测等领域。

在磁性传感方面，霍尔传感芯片可以用来检测和测量磁场的强度和方向。

通过将霍尔传感器放置在不同位置，可以实现对磁场的全方位检测。

例如，在自动控制系统中，可以使用霍尔传感芯片来检测电机的转速和位置，从而实现对电机的精确控制。

在电机控制方面，霍尔传感芯片可以用来检测电机转子的位置和速度，从而实现对电机的闭环控制。

通过与微控制器配合使用，可以实现对电机的高精度控制。

在电动车、无线充电器等应用中，霍尔传感芯片也可以用来检测电流和电压，从而实现对电池的管理和保护。

在位置检测方面，霍尔传感芯片可以用来检测物体的位置和运动。

例如，在汽车中，可以使用霍尔传感芯片来检测车轮的转速和转向，从而实现对车辆的操控和安全控制。

在机械加工、物流等领域，霍尔传感芯片也可以用来检测和测量物体的位置和运动，从而实现对工业过程的自动化控制。

总结来说，霍尔传感芯片是一种基于霍尔效应原理的传感器芯片，可以实现对磁场的检测和测量。

它在磁性传感、电机控制和位置检测等领域具有广泛的应用前景，可以实现对电机、电动车、机械加工等设备的高精度控制和安全监测。

未来，随着科技的不断发展，霍尔传感芯片将会得到更广泛的应用。

霍尔传感器组成的转速测量电路报告书姓 名 王强 学 号 20086553 院、系、部 电气系专 业电气工程及其自动化※※※※※※※※※ ※※※※※※2008级测试技术课程设计1 课程设计任务书在工农业生产和工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。

模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难。

数字式通常采用光电编码器、圆光栅、霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。

单片机技术的日新月异，特别是高性能价格比的单片机的出现，转速测量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成。

采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。

本课题，是要利用霍尔传感器来测量转速。

由磁场的变化来使霍尔传感器产生脉冲，由单片机计数，经过数据计算转化成所测转速，再由数码管显示出来。

一、主要内容利用强磁铁与霍尔元件组成测试转体转速的测量电路，包括计数与显示电路。

二、基本要求1. 实现基本功能2．完成3000字设计报告3. 画出电路图4. 发挥部分，设计超速报警，完成信号传输。

三、主要技术指标（或研究方法）测量范围0—6000r/min精度±5r/min工作电压5V～12V工作电流低于500mA工作环境温度-60℃～65℃四、应收集的资料及参考文献霍尔元件原理与应用显示元件原理数据采样整理单2 概述2.1 系统组成框图在测量电机转速时我们从采用了电磁感应式传感器。

当电机转动时，带动传感器。

这种传感器可以将转速信号转变成一个对应频率的脉冲信号输出，经过信号处理后输出到计数器。

脉冲信号的频率与电机的转速是一种线性的正比关系，因此对电机转速的测量，实质上是对脉冲信号的频率的测量。

本课题采是以STC89C52单片机为核心将处理好的信号经过数据处理转换成所测得的实际十进制信号的系统。

一．霍尔传感器市场调研1.霍尔效应在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为U H的霍尔电压。

2.霍尔传感器霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。

霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。

后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。

霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。

通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。

3.霍尔传感器的工作原理霍尔电流传感器有两种工作方式，即磁平衡式和直式。

霍尔电流传感器一般由原边电路、聚磁环、霍尔器件、次级线圈和放大电路等组成。

①直放式电流传感器（开环式）众所周知，当电流通过一根长导线时，在导线周围将产生一磁场，这一磁场的大小与流过导线的电流成正比，它可以通过磁芯聚集感应到霍尔器件上并使其有一信号输出。

这一信号经信号放大器放大后直接输出，一般的额定输出标定为4V。

②磁平衡式电流传感器（闭环式）磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器，即主回路被测电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈，电流所产生的磁场进行补偿，从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。

磁平衡式电流传感器的具体工作过程为：当主回路有一电流通过时，在导线上产生的磁场被聚磁环聚集并感应到霍尔器件上，所产生的信号输出用于驱动相应的功率管并使其导通，从而获得一个补偿电流Is。

这一电流再通过多匝绕组产生磁场，该磁场与被测电流产生的磁场正好相反，因而补偿了原来的磁场，使霍尔器件的输出逐渐减小。

当与Ip与匝数相乘所产生的磁场相等时，Is不再增加，这时的霍尔器件起指示零磁通的作用，此时可以通过Is来平衡。

霍尔效应科技名词定义中文名称：霍尔效应英文名称：Hall effect定义1：在物质中任何一点产生的感应电场强度与电流密度和磁感应强度之矢量积成正比的现象。

应用学科：电力（一级学科）；通论（二级学科）定义2：通过电流的半导体在垂直电流方向的磁场作用下，在与电流和磁场垂直的方向上形成电荷积累和出现电势差的现象。

应用学科：机械工程（一级学科）；工业自动化仪表与系统（二级学科）；机械量测量仪表-机械量测量仪表一般名词（三级学科）百科名片霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是美国物理学家霍尔（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。

当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象便是霍尔效应。

这个电势差也被叫做霍尔电势差。

发现霍尔效应在1879年被E.H. 霍尔发现，它定义了磁场和感应电压之间的关系，这种效应和传统的感应效果完全不同。

当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力，从而在导体的两端产生电压差。

虽然这个效应多年前就已经被大家知道并理解，但基于霍尔效应的传感器在材料工艺获得重大进展前并不实用，直到出现了高强度的恒定磁体和工作于小电压输出的信号调节电路。

根据设计和配置的不同，霍尔效应传感器可以作为开/关传感器或者线性传感器。

霍尔效应（图中电场方向应向上）解释在导体上外加与电流方向垂直的磁场，会使得导线中的电子与电洞受到不同方向的洛伦兹力而往不同方向上聚集，在聚集起来的电子与电洞之间会产生电场，此一电场将会使后来的电子电洞受到电力作用而平衡掉磁场造成的洛伦兹力，使得后来的电子电洞能顺利通过不会偏移，此称为霍尔效应。

而产生的内建电压称为霍尔电压。

方便起见，假设导体为一个长方体，长度分别为a,b,d，磁场垂直ab平面。

电流经过ad，电流I = nqv(ad)，n为电荷密度。

奥地利微电子发布首款跨入亚微米分辨率范围的集成线性霍尔编码器AS5311全球领先的通信、工业、医疗和汽车领域模拟集成电路设计者及制造商奥地利微电子公司（SWX 股票代码：AMS）今天发布首款可实现亚微米分辨率并基于线性霍尔效应传感器的磁编码器AS5311。

与2mm极对长度的磁条一起使用，AS5311可通过其增量输出和串行输出分别提供1.95微米和488纳米分辨率的信号。

奥地利微电子编码器产品事业部经理Josef Janisch表示：“奥地利微电子的AS5311以及配套磁条是构建稳固的亚微米分辨率位置反馈系统仅需的2个部件。

AS5311凭借如此小的尺寸，可用于照相机、光纤设备交换系统或其它需要考虑紧凑空间和高分辨率的微定位应用的自动对焦、变焦和减震系统。

”该集成线性霍尔编码器使用一个环形磁铁代替磁条时，还能用来替代光学旋转编码器。

在这样的应用中，增量输出分辨率可达到每极对10位，移动速度可高达每秒650mm。

例如，使用一个直径为41.7mm 的多极磁环时，分辨率可达16位（每转65.536步长）。

奥地利微电子工业与医疗事业部市场总监Matjaz Novak表示：“AS5311基于我们成功的集成霍尔传感器技术，是首款具有亚微米分辨率的线性磁编码器，可为那些要求低成本、高精度和小尺寸的应用提供极具吸引力的解决方案。

借助AS5311，我们希望能提供一款器件来帮助系统设计师实现位置检测方案，同时满足所有这些限制条件。

”AS5311还具有扩展诊断功能，可持续监控器件上方磁铁的位置。

这些功能可实现机械系统故障的早期检测。

此外，器件还能抵消外部干扰磁场带来的不利影响，从而确保系统的安全性和可靠性。

AS5311集成线性霍尔编码器可在3.3V或5V电源电压下工作，采用20引线TSSOP封装，现已上市。

该器件规定环境温度范围为-40°至+125°C。

欲了解产品详情、下载数据资料或通过奥地利微电子在线商店ICdirect 索取免费样品，请登录：/Linear-Hall-Encoder/AS5311 关于奥地利微电子公司奥地利微电子公司是国际领先的高性能模拟集成电路的设计者及制造商。