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霍尔传感器的应用以及原理1. 引言霍尔传感器是一种常见的传感器，广泛应用于电子设备和工业控制领域。
它通过测量磁场变化来检测物体的位置、速度和方向等信息。
本文将介绍霍尔传感器的原理以及它在不同领域的应用。
2. 霍尔传感器原理霍尔传感器的工作原理基于霍尔效应，即当电流通过晶体管和金属片时，会形成一个垂直于电流和磁场方向的电压差。
这个电压差叫做霍尔电压，它与外界磁场的强度和方向成正比。
通过测量霍尔电压的变化，可以得到与磁场相关的信息。
霍尔传感器通常由霍尔元件、增益放大器和输出电路组成。
霍尔元件是一个具有霍尔电压特性的磁敏器件，一般采用半导体材料制造。
增益放大器用于放大霍尔电压的信号，使其可以被检测和处理。
输出电路根据需求将电信号转换成数字信号或模拟信号输出。
3. 霍尔传感器的应用3.1 位置检测霍尔传感器可以通过测量磁场的变化来检测物体的位置。
在自动门控制系统中，可以使用霍尔传感器来检测人员的位置，实现自动开关门。
在机械制造中，霍尔传感器可以被用来监测机械臂的位置，控制其准确移动。
3.2 速度检测通过测量磁场变化的频率，霍尔传感器可以检测物体的速度。
在汽车中，霍尔传感器常被用来测量车轮的转速，用于ABS（防抱死制动系统）和发动机管理系统等。
此外，在电动机控制领域，霍尔传感器也经常被应用于测量电动机的转速。
3.3 方向检测霍尔传感器通过测量磁场的方向，可以检测物体的方向。
在磁罗盘中，霍尔传感器用于检测地球的磁场方向，提供导航和定位功能。
在游戏手柄中，霍尔传感器可以检测游戏手柄的倾斜方向，实现精确的游戏控制。
3.4 磁场检测由于霍尔传感器对磁场的敏感性，它也可以用来检测磁场的强度和方向。
在磁共振成像仪中，霍尔传感器被用于检测强磁场的均匀性，确保图像质量。
在磁力计中，霍尔传感器可以测量磁场的强度，用于测量磁体的磁场强度。
4. 总结霍尔传感器是一种应用广泛的传感器，它通过测量磁场变化来获得与位置、速度和方向等相关的信息。
霍尔式转速传感器检测原理分析摘要：本文对霍尔式转速传感器测量装置的结构原理及可能存在的失效点进行分析，并给出可行的磁极检查与安装标准，同时搭建标定装置对传感器进行校验，保证转速测量装置的有效性，提高设备可靠性。
关键词：霍尔效应；转速传感器；磁极检测；标定装置引言霍尔式转速传感器利用磁性材料感应磁场变化获取转速信号，结构简单、准确度高。
永久磁铁随转子在泵壳内旋转的过程中，可能受到高温和流体撞击等因素影响，导致磁性下降，且磁性材料对磁场的灵敏度有限，实际应用中传感器安装位置与磁极的距离会影响传感器的响应情况。
所以霍尔式转速传感器测量装置的预防性检查和安装都需要制定明确标准，以保证设备转速测量的有效性。
1霍尔式转速传感器结构原理1.1 霍尔效应如图1所示，一个N型半导体薄片，长度为L、宽度为S、厚度为d，在垂直于该半导体薄片平面的方向上，施加磁感应强度为B的磁场。
若在长度方向通以电流IC，则运动电荷受到洛伦兹力的作用，正、负电荷将分别沿垂直于磁场和电流的方向向导体两端移动，并聚集在导体两端，形成一个稳定的电动势UH，即霍尔电压，这种现象称为霍尔效应。
图1 霍尔效应原理霍尔电压的计算式为：UH = R·IC·B/d = KH·IC·B （1）式中：R为霍尔常数；KH为霍尔元件的材料灵敏度。
由式（1）可知，霍尔效应的灵敏度与外加磁场的磁感应强度成正比。
NPN型三级管半导体霍尔开关（简称NPN型霍尔开关）就采用了霍尔元件的这一特性，当磁感应强度达到一定程度时，半导体开关导通，输出高电平；当磁感应强度低时，开关截止，输出低电平。
在电路设计上，通过开关的导通和截止交替输出高、低电平，由整形电路整形产生方波脉冲信号。
1.2 转速传感器原理基于霍尔元件的转速传感器具有无触点、可靠性高、构造简单、体积小、坚固、耐冲击等优点。
工程使用的转速传感器基于霍尔效应原理，采用由5～25 V直流电源供电的NPN型三极管，测量范围为0～12000 r/min，其原理见图2。
霍尔效应及应用实验论文学院：物理科学与技术学院 专业：微电子 姓名：石茂林 学号：1042023058摘要: 霍尔效应是霍尔--德国物理学家于1879年在他的导师罗兰的指导下发现的这一效应，这一效应在科学实验和工程技术中得到广泛应用。
可以用它测量磁场、半导体中载流子的浓度及判别载流子的极性，还可以利用这一原理作成各种霍尔器件，已广泛地应用到各个领域中。
近年来霍尔效应得到了重要发展，冯·克利青发现了量子霍尔效应，为此，冯·克利青获得1985年度诺贝尔物理学奖。
关键词: 霍尔效应 副效应 霍尔电压 直流电压高精度的隔离传送和检测直流电流高精度的隔离检测 监控量越限时准确的隔离报警引言:利用霍尔效应电压与磁场的线性关系可知，通过测量元件两端的电压，可以得知空间某区域的磁场分布及其此处的磁感应强度。
如今，霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且随着电子技术的发展，利用该效应制成的霍尔器件，由于结构简单、频率响应宽、寿命长、可靠性高等优点，已广泛用于非电量测量和信息处理等方面。
正文：通过自己多次到实验室去体验并做了这些试验，本试验共有4个实验--霍尔效应 、直流电压高精度的隔离传送和检测、直流电流高精度的隔离检测和监控量越限时准确的隔离报警。
现在把实验内容及其结论在下面做详细介绍：一、霍尔效应试验实验目的：认识霍尔效应并懂得其机理；研究霍尔电压与工作电流的关系；研究霍尔电压与磁场的关系；了解霍尔效应的副效应及消除方法。
实验原理：霍尔元件是根据霍尔效应原理制成的磁电转元件，如图所示X图1.1 霍尔效应磁原理 图1.2 霍尔效应磁电转换 在磁场不太强时，电位差H V 与电流强度I 和磁感应强度B 成正比，与板的厚度d 成反比，即d IBR V HH =(1.1)或 IB K V H H =(1.2)式（1.1）中H R 称为霍尔系数，式（1.2）中H K 称为霍尔元件的灵敏度，单位为mv /(mA ·T)。
传感器与自动检测技术的作业是写传感技术的发展趋
势的500字报告
华夏汽车网汽车传感器作为汽车电子控制系统的关键部件，在汽车上得到了广泛地应用。
它的市场应用现状、技术态势、未来发展趋势与国内汽车电子技术实力的整体提升息息相关。
汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源，是汽车电子控制系统的关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。
目前，一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器，而豪华轿车上的传感器数量可多达二百余只。
汽车传感器在汽车上主要用于发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中。
我国的汽车传感器由于起步较晚，还没有形成系列化、配套化。
只有零散的产品为化油器配套使用，如曲轴位置、车速传感器采用的是电磁式或霍尔式，存在着准确度、分解能力、信号精度、匹配性、抗干扰性、低速检测、耐环境能力差等问题，而国外同类产品采用的是光电式，不存在上述问题。
传感器技术的发展趋势是实现多功能化、集成化和智能化。
多功能化是指一个传感器可实现多个不同种类多个参数的检测；集成化是指利用IC制造技术和精细加工技术制作IC式传感器；智能化是指传感器与大规模集成电路相结合，带有CPU，具有智能作用，以减少ECU 的复杂程度，减少其体积，并降低成本。
总体上讲，国内汽车传感器行业有以下特点：
1.品种少，生产厂家分散，各厂产品品种单一，不配套。
2.性能较落后，还采用国外六七十年代的技术。
3.抗干扰性差。
4.缺少核心传感器等。
传感器与检测技术自动化李传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。
一、传感器的组成传感器一般由敏感元件，转换元件及基本转换电路三部分组成。
①敏感元件是直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元件（如弹性敏感元件将力，力矩转换为位移或应变输出）。
②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数（电阻，电感，电容）及电流或电压等电信号。
③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输，处理的电量。
二、传感器的分类1、按被测量对象分类（1）内部信息传感器主要检测系统内部的位置，速度，力，力矩，温度以及异常变化。
（2）外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态，它有相对应的接触式（触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器）和非接触式（视觉传感器、超声测距、激光测距）。
2、传感器按工作机理（1）物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的（主要有：光电式传感器、压电式传感器）。
（2）结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的（主要有①电感式传感器；②电容式传感器；③光栅式传感器）。
3、按被测物理量分类如位移传感器用于测量位移，温度传感器用于测量温度。
4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。
5、按传感器能量源分类（1）无源型：不需外加电源。
而是将被测量的相关能量转换成电量输出（主要有：压电式、磁电感应式、热电式、光电式）又称能量转化型；（2）有原型：需要外加电源才能输出电量，又称能量控制型（主要有：电阻式、电容式、电感式、霍尔式）。
6、按输出信号的性质分类（1）开关型（二值型）：是“1”和“0”或开(ON)和关（OFF）；（2）模拟型：输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量，其输入/输出可线性，也可非线性；（3）数字型：①计数型：又称脉冲数字型，它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比；②代码型（又称编码型）：输出的信号是数字代码，各码道的状态随输入量变化。
传感器与检测技术论文传感器源自“感觉”一词。
人类的“五官”可以说就是最原始的传感器。
传感器技术是测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子学、光学、电学、声学、精密机械、仿生学、材料科学等众多学科互相交叉的综合性高转换电路以便对弱小的信号进行放大。
另外，还应有辅助电源，以供传感器和转换电路工作。
随着集成电路技术在传感器应用中的深入，传感器的各个组成部分可以集成在同一半导体芯片上，构成集成传感器。
传感器种类众多，原理各异分类方式也不尽相同。
按输入被测量进行分类，一般可分为速度传感器、温度传感器、位移传感器、压力传感器等。
这种分类方法直接反应了检测的目的；按输出量形式可分为数字传感器与模拟传感器两类；按工作机理可分为结构型和物性型；按转换原理可分为电阻式、电容式、电感式、压电式、光电式、热点式传感器等；按信息的传递方式可分为能量转换传感器与能量控制型传感器两类。
随着计算机辅助设计，辅助制造技术，集成电路技术和微机械电子系统技术等如在国防科技中，没有检测技术，导弹发射与卫星上天是不可能的。
利用检测技术处理获取的数据信息，能对产品的质量和性能做出客观的评价，为工艺人员进行制造工艺提供依据。
在现在大工业生产中，如果没有检测技术，新设备的研制以及复杂工艺流程的具体实现是不可能的。
传感器的应用作为自动检测的首要环节，进行正确的选用是首先要考虑的。
在选用传感器时，不能片面追求其线性度好、灵敏度高、迟滞小、重复性优、分辨力强，而是应该根据检测的具体要求和条件，保证主要性能指标满足要求即可，即选用时应遵循下列几项原则：考虑检测系统内部的要求；考虑检测系统外部的条件；考虑传感器自身的技术指标。
世纪的医疗保健、能源、化工、冶金、交通、机械等应用领域。
跟踪国外传感器最新的技术发展，使我国传感器技术研究迈上新台阶。
为我国的国民经济发展和国防现代化建设做出应有的贡献。
霍尔传感器检测转子位置原理霍尔传感器是一种用来检测磁场的传感器，常被应用于测量和监控转子位置的系统中。
它不仅能够准确地确定转子的位置，还能够提供相关的电信号输出。
本文将深入探讨霍尔传感器检测转子位置的原理，并分享对这个概念的观点和理解。
一、转子位置检测的重要性转子位置的准确检测对很多设备和系统来说是至关重要的。
无论是在发动机控制系统、电机驱动系统还是自动控制中，都需要实时了解转子位置的信息以进行相应的控制和调节。
而霍尔传感器作为一种常见而有效的位置检测方法，能够满足这些需求。
二、霍尔传感器的基本原理霍尔传感器的工作原理是基于霍尔效应：当一个载流子在磁场中运动时，它所受到的洛伦兹力将导致电荷体的累积和分离，从而产生一个电势差。
根据霍尔效应的特性，可将霍尔传感器分为线性霍尔传感器和角度霍尔传感器。
而在转子位置检测中，我们主要关注的是角度霍尔传感器。
三、角度霍尔传感器的工作原理角度霍尔传感器通常由霍尔元件、磁性元件和信号处理电路组成。
磁性元件通常是一个带有磁性极对的转子，并安装在待测转子上。
当待测转子旋转时，磁性元件中的磁极对将产生一个磁场。
而霍尔元件则被安装在静止的部分上，它会受到磁场的作用。
当磁性元件旋转时，通过对霍尔元件的测量，我们可以获得与磁场相关的电信号。
根据这些电信号的变化，我们可以计算出待测转子的角度位置。
通常，角度霍尔传感器会输出一个模拟电压信号或数字脉冲信号，用以表示转子当前的角度位置。
四、观点和理解1. 霍尔传感器的优点与其他位置检测方法相比，霍尔传感器具有许多优点。
它具有高精度和良好的重复性，能够提供准确的位置信息。
由于霍尔传感器不直接与待测转子接触，因此具有较长的使用寿命和较低的维护成本。
霍尔传感器还具有反应速度快、抗干扰能力强等优点。
2. 应用领域霍尔传感器广泛应用于许多领域。
在汽车行业中，霍尔传感器常被用于发动机的位置检测和节气门控制等系统中。
在电机驱动系统中，霍尔传感器被用于检测电动机转子的位置，从而实现精确的运动控制。
传感器与检测技术（共5篇）第一篇：传感器与检测技术第一章传感器与检测技术第一节：机电一体化系统常用传感器p11.传感器的组成由敏感元件、转换元件及其转换电路三部分组成①敏感元件是直接感受被测物理量，并确定元件及其基本转换电路②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数及电流或电压等电信号③基本转换电路则将该电信号转换成便于传输、处理的电量p12.传感器的分类p1①按被测量对象分类②按工作机理分类③按被测物理量分类④按工作原理分类⑤按传感器能量源分类⑥按输出信号的性质分类p2三、传感器的特性及主要性能指标p41、传感器的静态特性2、传感器的动态特性3、传感器的性能指标p4①高精度、低成本②高灵敏度③工作可靠④稳定性好⑤抗干扰能力强⑥动态特性良好⑦结构简单、小巧，使用维护方便，通用性强p4第二节：传感器检测技术的地位和作用p5第三节：1.测量范围及量程p62.灵敏度p63.线性度p74.重复性p75.稳定性：稳定性即在相同条件、相当长时间内，其输入/输出特性不发生变化的能力p76.精确度p77.动态特性：传感器的动态特性反映了传感器对于随时间变化的动态量的响应特性p88.环境参数p8第四节：传感器的标定与校准p91.传感器的静态标定p92.传感器的动态标定p10第五节：传感器与检测技术的发展方向。
1.开发新型传感器p112.传感检测技术的智能化p113.复合传感器：复合传感器是同时检测几种物理量具有复合检测功能的传感器p124.研究生物感官，开发仿生传感器p12第二章第一节：参量型位移传感器p131.电阻式位移传感器p132.电阻应应变式位移传感器p153.电容式位移传感器p154.电感式位移传感器p20第二节：发电型位移传感器—压电位移传感器p25第三节：大位移传感器p261.磁栅式位移传感器p262.光栅式位移传感器p273.感应同步器p294.激光式位移传感器p31第三章力、扭矩和压力传感器p34第一节：测力传感器p341.电阻应变式测力传感器p342.压电式力传感器p41①压电效应p41②压电晶体及材料③压电式传感器的等效电路和前置放大器p423.压磁式力传感器p44①效应p44②工作原理p45③结构p45第二节：扭矩传感器p461.电阻应变式扭矩传感器p462.压磁式扭矩仪p483.电容式扭矩测量仪p494.光电式扭矩测量仪p495.钢弦式扭矩传感器p50 第三节：压力传感器p501.液柱式压力转换原理p502.活塞式压力转换原理p513.弹性式压力传感元件p514.电量式压力计p53①电容式压力传感器p53②应变式压力传感器p53③压阻式压力传感器p54④电感式压力传感器⑤涡流式压力传感器p55⑥霍尔式压力传感器p55⑦压电式压力传感器p55第四章速度、加速度传感器p57第一节：速度传感器p571.直流测速发电机p572.交流测速发电机p583.线振动速度传感器p594.变磁通式速度传感器p605.霍尔式和电涡流式转速传感器p616.陀螺式角速度传感器p627.流速风速传感器p64第二节：加速度传感器p661.压电式加速度传感器p672.应变式加速度传感器p693.磁致伸缩式振动加速度传感器p734.力平衡式伺服加速度传感器p735.单片微型平衡式伺服加速度传感器p756.惯性倾角加速度传感器p76第五章视觉、触觉传感器p77第一节：视觉传感器p771.光电式摄像机原理p77固体半导体摄像机原理p783.激光式视觉传感器原理p784.红外图像传感器原理p78第二节：人工视觉p801.人工视觉系统的硬件构成p802.物体识别p81第三节：触觉传感器p851.接触觉传感器p862.压觉传感器p873.滑动觉传感器p88第六章第一节：热电偶式传感器p901.基本原理p902.热电偶组成、分类及其特点p91第二节：电阻式温度传感器p931.金属热电阻温度传感器p932.热敏电阻温度传感器p94第三节：非接触式温度传感器p951.全辐射温度传感器p952.高度式温度传感器p963.比色温度传感器p97第四节：半导体温度传感器p98第七章气敏、温度、水份传感器p100第一节：气敏传感器p1001.气敏元件工作机理p1002.常用气敏元件的种类p101①烧结型气敏元件p101②薄膜型气敏元件p101③厚膜气敏元件p1023.气敏元件的几种应用实例p102第二节：温度传感器p1051.相对湿度与绝对湿度p1062.氯化锂湿敏元件p1063.半导体陶瓷湿敏元件p1074.热敏电阻式湿敏元件p1085.高分子膜湿敏元件p1096.金属氧化物陶瓷湿敏元件p1117.结露传感器p112第三节：水份传感器p1131.水份传感器的工作原理与结构p1132.直流电阻式水份计的结构原理p114 第八章传感检测系统的构成p116第一节：传感检测系统的组成p116第二节：电桥p1171.电桥工作原理p1172.电桥的分类与应用p1183.电桥的工作特性指标p1204.电桥调零p122第三节：调制与解调p1221.调制p1232.解调p124第四节：滤波器p1261.无源滤波器p1262.有源滤波器p1293.数字滤波p136第五节：数/模和模/数的转换p1371.数/模转换原理p1372.数/模转换器芯片介绍p1383.数/模转换器的技术指标p1394.模/数转换原理p1405.模/数转换器芯片介绍p1426.模/数转换器的技术指标p143第六节：传感器与模/数转换器的连接通道p1431.放大与滤波环节p1432.多路模拟开关环节p1453.采样保持环节p1464.模/数转换环节p148第七节：传感检测信号的细分与辨向原理p1491.四倍细分原理p1492.辨向原理p1513.细分、辨向常用电路p152第八节：传感检测系统中的抗干扰问题p1531.干扰与噪声p1532.抑制干扰的方法p1543.典型噪声干扰的抑制p156第九节：传感检测系统中的微机接口p1561.接口的基本方式p1572.A/D转换器与CPU连接需解决的技术问题p1573.数据转换接口的典型结构p1584.A/D转换器与CPU的接口示例p1595.传感检测系统的显示器及其接口p163第十节：传感器信号的温度补偿及线性化的计算机处理p1681.温度补偿的处理方法p1682.线性化处理方法p1683.线性化与温度补偿实例p170第九章信号分析及其在测试中的应用p173第一节：信号的分类p1731.确定性信号p1732.非确定性信号p1733.模拟信号与离散信号p174第二节：信号的幅值描述p1741.信号的均值u p1742.信号的方差p1753.信号的均方值p1754.信号的概率密度函数p（x）p175第三节：信号的相关描述p176第四节：信号的频域描述p1781.周期信号与离散频谱—傅里叶级数p1782.非周期信号与连续频谱—傅里叶变换p1823.傅里叶变换的基本性质p1834.非确定性信号的功率谱密度函数p184第五节：信号分析在振动测试中的应用p1881.振动的类型p1882.振动的激励方式p1893.激振器p190第十章传感器在机电一体化系统中的应用p200第一节：传感器在工业机器人中的应用p2001.零位和极限位置的检测p2002.位移量的检测p2013.速度加速度的检测p2014.外部信息传感器在电弧焊机器人中的应用p201第二节：传感器在CNC机床与加工中心的应用p2031.传感器在位置反馈系统中的应用p2032.传感器在速度反馈系统中应用p203第三节：传感器在三坐标测量机中的应用p204第四节：传感器在汽车机电一体化中应用p208第五节：传感器在家用电器中的应用p218第二篇：传感器与检测技术论文光电传感器--太阳能电池板太阳能电池板是利用光生伏特效应原理制造的。
霍尔传感器在测量系统中的原理及测量方法
电流的测量采用磁平衡式霍尔电流传感器传感器可测量从直流到100kHz 的交流量
在自动测控系统中,常需要测量和显示有关电参量。
目前大多数测量系统仍采用变压器式电压、电流互感器,由于互感器的非理想性,使得变比和相位测量都存在较大的误差,常需要采用硬件或软件的方法补偿,从而增加了系统的复杂性。
采用霍尔检测技术,可以克服互感器这些缺点,能测量从直流到上百千赫兹的各种形状的交流信号,并且达到原副边不失真传递,同时又能实现主电路回路和电子控制电路的隔离,霍尔传感器的输出可直接与单片机接口。
因此霍尔传感器已广泛应用于微机测控系统及智能仪表中,是替代互感器的新一代产品。
在此提出了利用霍尔传感器对电参量特别是对高电压、大电流的参数的测量。
l 测量原理
1 霍尔效应原理
如图1 所示,一个N 型半导体薄片,长度为L,宽度为S,厚度为d,在垂直于该半导体薄片平面的方向上,施加磁感应强度为B 的磁场,若在长度方向通以电流Ic 则运动电荷受到洛伦兹力的作用,正负电荷将分别沿垂直于磁场和电流的方向向导体两端移动,并*在导体两端形成一个稳定的电动势UH,这就是霍尔电动势(或称之为霍尔电压),这种现象称为霍尔效应。
霍尔电压的大小
UH=RIB/d=KHICB,其中R 为霍尔常数；KH 为霍尔元件的乘积灵敏度。
2 用霍尔传感器测量电参量的原理。
毕业论文论文题目：霍尔传感器在工业中应用存在的问题分析系部：电子信息工程系专业名称：电子信息工程技术班级： 08431 学号： 23 姓名：王晓春指导教师：陈军完成时间： 2011 年 4 月 28 日【摘要】：霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁传感器。
霍尔元件及霍尔传感器能将人们所要探知的各种非电量信息转化为电量信息，以此得到对测量量更好的控制和研究。
本文针对霍尔传感器在工业生产中的应用，阐述了霍尔传感器是如何具体应用到工业生产中的，提出了其在工业应用出具体会出现的问题，并且分析了问题出现的原因，针对原因提出了一些解决问题的策略。
关键词：霍尔效应；工业应用；问题；霍尔传感器。
【Abstract】: Hall sensor is based on hall effect produced a magnetic sensor. Hallelement and hall sensors can be all kinds of people would fathom non-electric quantity information into electricity, to get information on the measurement is more Good control and research. Aiming at the hall sensors in industrial production, expounds the application of how hall sensor-based the concrete applied to industrial production, and put forward the issue experience in industrial application issues, and analyzed the causes of your problems, for reasons put forward some solving strategy. .Keywords: Hall effect; industrial applications; problem; Hall sensor .目录引言 (4)1 霍尔传感器概述 (5)1.1 霍尔传感器的特点 (5)1.2 霍尔传感器的使用注意事项 (6)2 霍尔传感器在工业中应用的现状 (7)2.1 霍尔式汽车点火器 (7)2.2 磁力探伤 (8)2.3 刀具破损监测 (9)2.4 洗衣机水位自动控制 (9)3 霍尔传感器在工业应用中存在的主要问题分析 (10)3.1 汽车点火器中存在的问题分析 (10)3.2 磁力探伤中存在的问题分析 (10)3.3 刀具破损监测中存在的问题分析 (11)3.4 洗衣机水位自动控制中存在的问题分析 (11)结束语 (12)致谢 (12)参考文献; (12)引言21世纪，是人类全面进入信息电子化的时代。
焦作大学 自 动 检 测 技 术 霍 尔 传 感 器
机电工程学院 电气自动化四班 姓名：乔永生 学号：100101434 2011年12月 摘要 在工业生产和试验过程中，经常会遇到各种转速的测量和控制问题。多数情况下可以通过电磁或光电等方法，将转速测量转变为频率测量。测量频率的方法有很多，不同的方法各有不同的适用范围。近年来随着电子技术的迅速发展，工业测控设备不断更新，频率测量的方法和设备也有新的进展。在实际应用中，选择不同的技术设计方案，效果可能相差甚远。本文以普通电机的转速测量为例，利用霍尔传感器作为转速检测元件，并利用设计的调试电路对霍尔转速传感器输出的信号进行滤波和整形,在经过频率测试仪的分析得到电机的转速。实际测试表明，该霍尔传感器测试系统能满足普通的电机转速测试要求。
一 引言 近年来，随着科技的发展，各种用电设备增多，用电量越来越大，用电环境需求精密，对电流的检测要求日益严格，为了自动检测和显示电流，并在过流、过压等危害情况发生时具有自动保护功能和更高级的智能控制，具有传感检测、传感采样、检测电流或电压的传感器，即霍尔感器便日益被广泛应用于变频调速装置、逆变装置、UPS电源、逆变焊机、变电站、电解电镀、数控机床、微机监测系统、 电网监控系统和需要隔离检测大电流、电压的各个领域中。
霍尔转速传感器的应用优势： 霍尔转速传感器的应用优势主要有三个，一是霍尔转速传感器的输出信号不会受到转速值的影响，二是霍尔转速传感器的频率相应高，三是霍尔转速传感器对电磁波的抗干扰能力强，因此霍尔转速传感器多应用在控制系统的转速检测中。 同时，霍尔转速传感器的稳定性好，抗外界干扰能力强，如抗错误的干扰信号等，因此不易因环境的因素而产生误差。霍尔转速传感器的测量频率范围宽，远远高于电磁感应式无源传感器。另外，霍尔转速传感器在防护措施有效的情况下，可以不受电子、电气环境影响。 霍尔转速传感器的测量结果精确稳定，输出信号可靠，可以放油、防潮，并且能在温度较高的环境中工作，普通霍尔转速传感器的工作温度可以达到100℃。霍尔转速传感器的安装简单，使用方便，能实现远距离传输。 霍尔转速传感器目前在工业生产中的应用很是广泛，例如电力、汽车、航空、纺织和石化等领域，都采用霍尔转速传感器来测量和监控机械设备的转速状态，并以此来实施自动化管理与控制。
二 工作原理 2.1霍尔效应原理 将一块半导体或导体材料，沿Z方向加以磁场，沿X方向通以工作电流I，则在Y方向产生出电动势，如图1所示，这现象称为霍尔效应。称为霍尔电压。
BHVHV (a) (b) 图1 霍尔效应原理图 实验表明，在磁场不太强时，电位差与电流强度I和磁感应强度B成正比，与板的厚度d成反比，即
(1)
或 (2) 式（1）中称为霍尔系数，式（2）中称为霍尔元件的灵敏度，单位为mv / (mA·T)。产生霍尔效应的原因是形成电流的作定向运动的带电粒子即载流子（N型半导体中的载流子是带负电荷的电子，P型半导体中的载流子是带正电荷的空穴）在磁场中所受到的洛仑兹力作用而产生的。 如图1（a）所示，一快长为l、宽为b、厚为d的N型单晶薄片，置于沿Z轴方向的磁场中，在X轴方向通以电流I，则其中的载流子——电子所受到的洛仑兹力为
(3)
式中为电子的漂移运动速度，其方向沿X轴的负方向。e为电
++++++--
----
VHE
H
eF
mFbIdBABZXY++++++------VHEHFmFeBbIdA
B
HVdIBRVHH
IBKVHH
HRHK
BjeVBBVeBVqFm
V子的电荷量。指向Y轴的负方向。自由电子受力偏转的结果，向A侧面积聚，同时在B侧面上出现同数量的正电荷，在两侧面间形成一个沿Y轴负方向上的横向电场（即霍尔电场），使运动电子受到一个沿Y轴正方向的电场力，A、B面之间的电位差为（即
霍尔电压），则 (4) 将阻碍电荷的积聚，最后达稳定状态时有
即 得 (5) 此时B端电位高于A端电位。 若N型单晶中的电子浓度为n，则流过样片横截面的电流 I=nebdV
得 (6) 将(6)式代入(5)式得
(7) 转速测量原理：
mFHEeFHV
jbVejeEEeEqFHHHHe
0emFF0jbVejeVBH
bVeeVBH
VBbVH
nebdIV
IBKdIBRIBnedVHHH
1霍尔器件是由半导体材料制成的一种薄片，器件的长、宽、高分别为 l、ｂ、ｄ。若在垂直于薄片平面（沿厚度 ｄ）方向施加外磁场Ｂ，在沿ｌ方向的两个端面加一外电场，则有一定的电流流过。由于电子在磁场中运动，所以将受到一个洛仑磁力，其大小为：qVBf
式中：f—洛仑磁力， ｑ—载流子电荷， Ｖ—载流子运动速度， Ｂ—磁感应强度。
这样使电子的运动轨迹发生偏移，在霍尔元器件薄片的两个侧面分别产生电子积聚或电荷过剩，形成霍尔电场，霍尔元器件两个侧面间的电位差HU称为霍尔电压。
霍尔电压大小为： HUHRdBI/(mV) 式中：HR—霍尔常数， ｄ—元件厚度， Ｂ—磁感应强度， Ｉ—控制电流
设 HKHRd/, 则HU=HKdBI/(mV) HK 为霍尔器件的灵敏系数(mV/mA/T)，它表示该霍尔元件在
单位磁感应强度和单位控制电流下输出霍尔电动势的大小。应注意，当电磁感应强度Ｂ反向时，霍尔电动势也反向。下图为霍耳元件的原理结构图。
若控制电流保持不变，则霍尔感应电压将随外界磁场强度而变化，根据这一原理，可以将两块永久磁钢固定在电动机转轴上转盘的边沿，转盘随被测轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转，在转盘附近安装一个霍尔元件，转盘随轴旋转时，霍尔元件受到磁钢所产生的磁场影响，输出脉冲信号。传感器内置电路对该信号进行放大、整形，输出良好的矩形脉冲信号，测量频率范围更宽，输出信号更精确稳定，已在工业，汽车，航空等测速领域中得到广泛的应用。其频率和转速成正比，测出脉冲的周期或频率即可计算出转速。
2.2 过载 发生电流过载时，在测量范围之外，原边电流仍会增加，而且过载电流的持续时间可能很短，而过载值有可能超过传感器的允许值，过载电流值传感器一般测量不出来，但不会对传感器造成损坏。 2.3 精度 霍尔效应传感器的精度取决于标准额定电流。在+25℃时，传感器测量精度受原边电流影响。计算精度时必须考虑偏移电流、线性度、温度漂移的影响。 (1) 偏移电流偏移电流也叫残余电流或剩余电流，它主要是由霍尔元件或电子电路中运算放大器工作状态不稳造成的。电流传 感器在生产时，在25℃，IP=0时的情况下，偏移电流已调至最小，但传感器在离开生产线时，都会产生一定大小 的偏移电流。产品技术文档中提到的精度已考虑了偏移电流增加的影响。 (2) 线性度 线性度决定了传感器输出信号（副边电流IS）与输入信号（原边电流IP）在测量范围内成正比的程度， (3).温度漂移 偏移电流是在25℃时计算出来的，当霍尔电极周边环境温度变化时，会产生变化。因此，考虑偏移电流的最大变化是很重要的。 2.4抗干扰性 (1)电磁场 闭环霍尔效应电流传感器，利用了原边导线的电磁场原理。因此下列因素直接影响传感是否受外部电磁场干扰。 <1>传感器附近的外部电流大小及电流频率是否变化； <2>外部导线与传感器的距离、外部导线的形状、位置和传感器内霍尔电极的位置； <3>安装传感器所使用的材料有无磁性； <4>所使用的电流传感器是否屏蔽； 为了尽量减小外部电磁场的干扰，最好按安装指南安装传感器。 (2)电磁兼容性 电磁兼容性是研究电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作而又互不干扰，达到“兼容”状态的一门学科。空间电磁环境的恶化越来越容易使电子元器件之间因互不兼容而引发系统的误动作，因此电工、电子设备电磁兼容性检测极有必要。由于实际生产、科研及市场推广的迫切需要，采用已通过电磁兼容性检测的电流和电压传感器已形成共识，并已成为一个强制性标准。
材料中电子在电场作用下运动速度的大小常用载流子迁移率来表征；载流子迁移率，是指在单位电场强度作用下，载流子的平均速度值。载流子迁移率用符号μ表示，μ=v/EI。其中EI是A、B两端面之间的电场强度。它是由外加电压U产生的，即EI＝U/L。因此我们可以把电子运动速度表示为v=μU/l。 总结 1. 霍尔转速传感器检测装置所测得转速值与实际电机转速值基本吻合，完全可以模拟发动机实际转速供开发发动机电控单元所用。
2.系统硬件设备结构简单合理，成本低，实时性好。
