4-7-2 常用传感器-霍尔传感器

霍尔传感器是一种磁传感器。

用它可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。

霍尔传感器以霍尔效应为其工作基霍尔传感器是一种磁传感器。

用它可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。

霍尔传感器以霍尔效应为其工作基础，是由霍尔元件和它的附属电路组成的集成传感器。

霍尔传感器在工业生产、交通运输和日常生活中有着非常广泛的应用。

一、霍尔效应霍尔元件霍尔传感器霍尔效应如图1 所示，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UH 的霍尔电压，它们之间的关系为。

式中d 为薄片的厚度，k 称为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关。

上述效应称为霍尔效应，它是德国物理学家霍尔于1879 年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。

(二)霍尔元件根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。

它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。

(三)霍尔传感器由于霍尔元件产生的电势差很小，故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路及稳压电源电路等集成在一个芯片上，称之为霍尔传感器。

霍尔传感器也称为霍尔集成电路，其外形较小，如图2 所示，是其中一种型号的外形图。

二、霍尔传感器的分类霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。

(一)线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极尾随器组成，它输出摹拟量。

(二)开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。

三、霍尔传感器的特性(一)线性型霍尔传感器的特性输出电压与外加磁场强度呈线性关系，如图3 所示，可见，在B1~B2 的磁感应强度范围内有较好的线性度，磁感应强度超出此范围时则呈现饱和状态。

(二)开关型霍尔传感器的特性如图4 所示，其中BOP 为工作点“开”的磁感应强度，BRP 为释放点“关”的磁感应强度。

霍尔传感器的分类、霍尔效应与霍尔传感器的应用霍尔传感器是一种磁传感器。

用它可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。

霍尔传感器以霍尔效应为其工作基础，是由霍尔元件和它的附属电路组成的集成传感器。

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（A.H.Hall，18551938）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。

霍尔效应如图1所示，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UH的霍尔电压，它们之间的关系为。

式中d 为薄片的厚度，k称为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关。

上述效应称为霍尔效应，它是德国物理学家霍尔于1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。

霍尔传感器由于霍尔元件产生的电势差很小，故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路及稳压电源电路等集成在一个芯片上，称之为霍尔传感器。

霍尔传感器也称为霍尔集成电路，其外形较小，如图2所示，是其中一种型号的外形图。

霍尔传感器的分类霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。

（一）开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。

开关型霍尔传感器还有一种特殊的形式，称为锁键型霍尔传感器。

（二）线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。

线性霍尔传感器又可分为开环式和闭环式。

闭环式霍尔传感器又称零磁通霍尔传感器。

线。

简述霍尔传感器工作原理霍尔传感器是目前比较常用的一种非接触式磁传感器，可以用来测量磁场的强度和方向。

霍尔传感器工作原理基于霍尔效应，其主要分为两种类型：霍尔元件和霍尔IC。

一、霍尔元件的工作原理霍尔元件是一种半导体元件，由一块导电材料（通常是铜、银）和两个端子组成。

导电材料的两端产生悬浮的电势差，当磁场作用于元件的侧壁时，由于磁场的作用，导电材料中的电子偏移，从而在元件的侧壁产生电势差。

这个电势差值与磁场的强度和方向成正比，可以通过测量电势差值来计算磁场的强度和方向。

虽然霍尔元件可以测量磁场，但其输出电压信号非常小，并且容易受到温度变化的影响。

现代的霍尔元件通常与放大器电路和温度补偿电路结合使用，以获得更准确、稳定的输出信号。

二、霍尔IC的工作原理与霍尔元件相比，霍尔IC拥有更高的输出电压和更高的灵敏度。

霍尔IC由霍尔元件、电压调节器、比例放大器等部件组成。

当磁场作用于霍尔元件时，元件中的电子偏移，从而产生沿着霍尔元件宽度方向的电势差。

这个电势差被放大并处理，以产生与磁场强度成正比的电压信号。

霍尔IC还可以通过改变供电电压来改变灵敏度，从而使其适应不同的应用需求。

霍尔传感器具有快速响应、高精度和不受磨损等优点，已广泛应用于机械、自动化、汽车、工业控制、医疗设备等领域。

霍尔传感器具有许多优点，因此已被广泛应用于多种领域，例如：一、汽车霍尔传感器被广泛用于汽车领域，能够测量引擎转速、速度、位置、加速度等参数。

特别是在电子喷油系统和点火系统中，霍尔传感器的精确测量成为确定燃油雾化、燃烧质量和排放的重要条件。

二、医疗设备在医疗设备领域，霍尔传感器可用于测量呼吸、血运、血压和心电等生理参数，也可用于控制诊断和治疗设备。

在医学图像检测和影像处理中，霍尔传感器也有其独特的应用。

三、自动化霍尔传感器在自动化领域也被广泛应用。

霍尔传感器可以作为步进电机的位置检测传感器，也可用于控制气缸和其他机械组件的位置和速度。

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。

一，霍尔传感器(Hall Sensor)分类单极霍尔开关、双极霍尔开关、全极霍尔开关、无极霍尔开关、贴片霍尔开关、玩具霍尔开关、插件霍尔开关二，霍尔传感器(Hall Sensor)工作原理什么是霍尔传感器?霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。

霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低，霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就能使该电压放大到足以输出较强的信号。

若使霍尔集成电路起传感作用，需要用机械的方法来改变磁感应强度。

霍尔效应传感器属于被动型传感器，它要有外加电源才能工作，这一特点使它能检测转速低的运转情况。

直流电机在转动过程中，绕组中的电流要不断地改变方向，以使转子向一个方向转动。

其中，有刷电机是采用电刷与换相器通过机械接触的方式进行换相的。

所以电刷在高速转动的时候会产生很大磨损，需要经常清理碳屑，如果电刷完全磨损了需要更换电刷，这都使得有刷电机的使用保养难度大大增强。

而无刷电机则是通过霍尔传感器检测出绕组实时运转位置的信号，再通过微处理器或专用芯片对采集的信号进行处理，并实时控制相应的驱动电路对电机绕组进行控制。

由于无刷电机的换相是通过传感器及相关电路进行的，所以无刷电机没有电刷与换相器的机械接触与磨损，不需要经常换电刷等易损器件，从而可有效提高电机的使用寿命，减少维修费用。

手机中的霍尔传感器(Hall Sensor），作用原理是霍尔磁电效应，当电流通过一个位于磁场中的导体时，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势差。

主要运用在翻盖解锁、合盖锁定屏幕等功能当中。

玩具用双输出霍尔开关DH482DH482是由混合信号CMOS工艺制造的霍尔IC，元件内部采用先进的斩波稳定技术，因而能提供准确和稳定的磁转换点。

DH482有两个输出，输出1对S极敏感，输出2对N极敏感。

产品特性及优点•微功耗电池供电应用•极性判断，在两个极性上都有输出（输出1：S极输出，输出2：N极输出）•工作电压可低至1.8V•高灵敏度•CMOS输出>> 产品应用领域•固态开关•无绳手机提醒开关•翻盖式手机屏保开关•磁极性传感器玩具用微功耗霍尔开关DH621是较新出现的类型，等同对待S极和N极，也被称为。

常用传感器应用一、温度传感器1、热敏电阻：分类：正温度系数(PTC)、负温度系数(NTC)、临界温度热敏电阻（CTR ） 实验室使用的是电阻值随温度的增加而减小的热敏电阻（负温度系数热敏电阻），常温状态下热敏电阻阻值约为9.3K 。

应该指出，由于热敏电阻的线性不好，现在已基本不再用来作温度测量使用了。

但是由于成本低，在定点温度控制等场合中还有较大的应用市场。

单点测温电路如下：（电路中R2的作用是改善RT 随温度变化的非线性性）2、温控开关：按开关类型分为常开可逆、常闭可逆和常开不可逆、常闭不可逆四种。

还可以按照临界温度分，温控开关的临界温度一般标称在开关体上。

二、声电式传感器1、压电陶瓷片：工作原理：当压电陶瓷片上受到外加压力时，陶瓷片发生机械变形，其极化强度随之变小，使一部分附加在陶瓷片表面的电荷释放出来，而产生放电现象。

当压力取消后，又恢复原状，极化强度增大，电极上又吸附一部分电荷，出现充电现象。

这种由机械能转变为电能的现象，称为“正压电效应”。

反之，当在压电陶瓷片上加一电场，陶瓷片则发生机械变形。

当外加电场方向陶瓷片极化方向相同时，极化强度增大，使陶瓷片沿极化方向伸长。

当外加电场方向与陶瓷片极化方向相反时，陶瓷片沿极化方向缩短。

这种由电能转变为机械能的现象，称为“反压电效应”。

测试电路图如下：(电路连接时注意区分正负极，与背面金属铜连接的为负端，涂银层为正端)R23.6K R610KR310KR510KR71KR410KR9A 5KR1RTVCCR81KD1LEDU1OPQ19013Q29013Q39013R3680R4350K R513K R62.7KR21KR1A500KY1C110u F OUTC247u F +5V2、驻极体话筒：驻极体话筒及其电路的接法有两种：源极输出与漏极输出。

源极输出类似晶体三极管的射极输出。

需用三根引出线。

漏极D 接电源正极。

源极S 与地之间接一电阻Rs 来提供源极电压，信号由源极经电容C 输出。