霍爾傳感器原理

　　導讀：玩電子的朋友一定都知道什么是霍爾傳感器，但你知道霍爾傳感器的工作原理是什么嗎，或者說(shuō)你知道霍爾傳感器為什么能夠感應磁場(chǎng)嗎，本文將帶你了解霍爾傳感器的工作原理。

霍爾傳感器原理——介紹

　　霍爾傳感器是一種磁傳感器。用它可以檢測磁場(chǎng)及其變化，可在各種與磁場(chǎng)有關(guān)的場(chǎng)合中使用。，這一現象是霍爾(A.H.Hall，1855—1938)于1879年在研究金屬的導電機構時(shí)發(fā)現的。后來(lái)發(fā)現半導體、導電流體等也有這種效應，而半導體的霍爾效應比金屬強得多，利用這現象制成的各種霍爾元件。

　　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?；魻杺鞲衅魇且环N廣泛地應用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸和日常生活中有著(zhù)非常廣泛的應用。

霍爾傳感器原理——原理

　　磁場(chǎng)中有一個(gè)霍爾半導體片，恒定電流I從A到B通過(guò)該片。在洛侖茲力的作用下，I的電子流在通過(guò)霍爾半導體時(shí)向一側偏移，使該片在CD方向上產(chǎn)生電位差，這就是所謂的霍爾電壓。

　　霍爾電壓隨磁場(chǎng)強度的變化而變化，磁場(chǎng)越強，電壓越高，磁場(chǎng)越弱，電壓越低，霍爾電壓值很小，通常只有幾個(gè)毫伏，但經(jīng)集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號。若使霍爾集成電路起傳感作用，需要用機械的方法來(lái)改變磁場(chǎng)強度。下圖所示的方法是用一個(gè)轉動(dòng)的葉輪作為控制磁通量的開(kāi)關(guān)，當葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時(shí)，磁場(chǎng)偏離集成片，霍爾電壓消失。這樣，霍爾集成電路的輸出電壓的變化，就能表示出葉輪驅動(dòng)軸的某一位置。

　　利用這一工作原理，可將霍爾集成電路片用作用點(diǎn)火正時(shí)傳感器?；魻栃獋鞲衅鲗儆诒粍?dòng)型傳感器，它要有外加電源才能工作，這一特點(diǎn)使它能檢測轉速低的運轉情況。

霍爾傳感器原理——分類(lèi)

　　霍爾傳感器是根據霍爾效應原理而制成的電流和電壓傳感器。根據對霍爾電勢處理的方式不同，霍爾傳感器又可分為以下兩類(lèi)：

　　第一類(lèi)是直接將霍爾電勢做適當放大處理以后提供給檢測儀器或控制設備，就是所謂的直接檢測式霍爾電流傳感器。這種傳感器耐壓等級高，成本低，性能穩定，但精度受溫度變化影響大，動(dòng)態(tài)響應特性很不理想。我公司采用電路補償，圓滿(mǎn)解決以上問(wèn)題。

　　第二類(lèi)是磁場(chǎng)平衡式霍爾傳感器，它采用了單或雙霍爾元件，并工作在零磁通狀態(tài)，且有以下特點(diǎn)：①測量范圍寬，可測量各種電流，如直流、交流、脈沖電流等。②電氣隔離性能好。③測量精度高，線(xiàn)性度好。④抗外界電磁和溫度等因素的干擾能力強。⑤電流上升率大，響應速度快。⑥過(guò)載能力強。⑦體積小，重量輕，安裝簡(jiǎn)單、方便。目前的產(chǎn)品中以磁場(chǎng)平衡式霍爾傳感器為主。

霍爾傳感器原理——特性

　?、?精度高：在工作溫度區內精度優(yōu)于1%，該精度適合于任何波形的測量;

　?、?線(xiàn)性度好：優(yōu)于0.1%;

　?、?霍爾傳感器可以測量任意波形的電流和電壓，如：直流、交流、脈沖波形等，甚至對瞬態(tài)峰值的測量。副邊電流忠實(shí)地反應原邊電流的波形。而普通互感器則是無(wú)法與其比擬的，它一般只適用于測量50Hz正弦波;

　?、?原邊電路與副邊電路之間有良好的電氣隔離，隔離電壓可達9600Vrms;

　?、鯇拵挘焊邘挼碾娏鱾鞲衅魃仙龝r(shí)間可小于1μs;但是，電壓傳感器帶寬較窄，一般在15kHz以?xún)龋?400Vrms的高壓電壓傳感器上升時(shí)間約500uS，帶寬約700Hz。

　?、鰷y量范圍：霍爾傳感器為系列產(chǎn)品，電流測量可達50KA，電壓測量可達6400V。

霍爾傳感器原理——注意事項

　　在使用霍爾電流傳感器時(shí)，應注意一下幾點(diǎn)：

　?、?為了得到較好的動(dòng)態(tài)特性和靈敏度，必須注意原邊線(xiàn)圈和副邊線(xiàn)圈的耦合，要耦合得好，最好用單根導線(xiàn)且導線(xiàn)完全填滿(mǎn)霍爾傳感器模塊孔徑。

　?、?使用中當大的直流電流流過(guò)傳感器原邊線(xiàn)圈，且次級電路沒(méi)有接通電源|穩壓器或副邊開(kāi)路，則其磁路被磁化，而產(chǎn)生剩磁，影響測量精度(故使用時(shí)要先接通電源和測量端M)，發(fā)生這種情況時(shí)，要先進(jìn)行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源，而在原邊線(xiàn)圈中通一同樣等級大小的交流電流并逐漸減小其值。

　?、?霍爾傳感器都具有較強的抗外磁場(chǎng)干擾能力，但是，為了獲得較高的測量準確度，當有較強的磁場(chǎng)干擾時(shí)，要采取適當的措施來(lái)解決。通常方法有：

　　調整模塊方向，使外磁場(chǎng)對模塊的影響最小;

　　在模塊上加罩一個(gè)抗磁場(chǎng)的金屬屏蔽罩。

　?、?測量的最佳精度是在額定值下得到的，當被測電流遠低于額定值時(shí)，要獲得最佳精度，原邊可使用多匝，但是，需要注意導線(xiàn)的空間位置(參照第一條)。

霍爾傳感器原理——應用

　　霍爾傳感器的應用非常的廣泛，在航空航天技術(shù)，醫療技術(shù)，交通運輸，工業(yè)以及測量和測試等諸多領(lǐng)域都做出了重大的的貢獻。目前應用領(lǐng)域比較活躍的就是電動(dòng)自行車(chē)領(lǐng)域。這一切都歸根于霍尼韋爾的高質(zhì)量四霍爾式元件，其它高靈敏度霍爾效應鎖存器采用的是雙霍爾或者單霍爾元件，這使得它對封裝應力非常敏感，而四霍爾元件則使這些傳感器更加穩定和出色。

　　總結：霍爾傳感器是根據霍爾效應通過(guò)半導體技術(shù)制成的一種新型磁控元件，可以通過(guò)霍爾傳感器來(lái)檢測磁場(chǎng)，在生活和科技當中也想當廣泛，有興趣的朋友可以深入了解關(guān)于霍爾傳感器的一些專(zhuān)業(yè)知識，既可以學(xué)習新知識又可以鞏固舊知，一舉兩得呢。下面是小編整理的一些關(guān)于霍爾傳感器的一些文章，大家可以參觀(guān)學(xué)習。

霍爾速度傳感器原理及算法介紹

霍爾傳感器的應用探討

霍爾傳感器的一種特殊應用

閉環(huán)霍爾電流傳感器的工作原理