霍尔传感器的工作道理、分类及其简荡竽暌功用。

霍尔传感器是一种磁传感器。用它可以检测磁场及其变更，可在各类与磁场有关的场合中应用。霍尔传感器以霍尔效应为其工作基本，是由霍尔元件和它的从属电路构成的集成传感器。霍尔传感器在工业临盆、交通运输和日常生活中有着异常广泛的应用。

一、霍尔效应霍尔元件 霍尔传感器

三、霍尔传感器的特点
霍尔效应

如图1所示，在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直偏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偏向上，将产生电势差为UH的霍尔电压，
它们之间的关系为。

当外加的磁感应强度跨越动作点Bop时，传感器输出低电平，当磁感应强度降到动作点Bop以下时，传感器输出电平不变，一向要降到释放点BRP时，传感器才由低电平跃变为高电平。Bop与BRP之间的滞后使开关动作更为靠得住。

式中d 为薄片的厚度，k称为霍尔系数，它的大年夜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明的。

（二）霍尔元件


（三）霍尔传感器

因为霍尔元件产生的电势差很小，故平日将霍尔元件与放大年夜器电路、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，是个一一种型号的外形图。

二、霍尔传感器的分类
四、霍尔传感器的应用

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、线性放大年夜器和射极跟随器构成，它输出模仿量。
（二）开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大年夜器，斯密特触发器和输出级构成，它输出数字量。


（一）线性型霍尔传感器的特点

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出现饱和状况。

（二）开关型霍尔传感器的特点
2．位移测量


如图4所示，个中BOP为工作点“开”的磁感应强度，BRP为释放点“关”的磁感应强度。

别的还有一种“锁键型”（或称“锁存型”）开关型霍尔传感器，其特点如图5所示。

当磁感应强度跨越动作点Bop时，传感器输出由高电平跃变为低电平，而在外磁场撤消后，其输出状况保持不变（即锁存状况），必须施加反向磁感应强度达到BRP时，才能使电平产生变更。


按被检测对象的性质可将它们的应用分为：直策应用和借策应用。前者是直接检测受检对象本身的磁场或磁特点，后者是检测受检对象上工资设置的磁场，这个磁场是被检测的信息的载体，经由过程它，将很多非电、非磁的物理量，例如速度、加快度、角度、角速度、转数、转速以及工作状况产生变更的时光等，改变成电学量来进行检测和控制。

（一）线性型霍尔传感器重要用于一些物理量的测量。例如：

1．电传播感器
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、构造简单、体积小、频率响应宽、输出电压变更大年夜和应用寿命长等长处，是以，在测量、主动化、计算机和信息技巧等范畴获得广泛的应用。

因为通电螺线管内部存在磁场，其大年夜小与导线中的电流成正比，故可以应用霍尔传感器测量出磁场，大年夜而肯定导线中电流的大年夜小。应用这一道理可以设计制成霍尔电传播感器。其长处是不与被测电路产生电接触，不影响被测电路，不消费被测电源的功率，特别合适于大年夜电传播感。

霍尔电传播感器工作道理如图6所示，标准圆环铁芯有一个缺口，将霍尔传感器插入缺口中，圆环上杵有线圈，当电流畅过线圈时产生磁场，则霍尔传感器有旌旗灯号输出。


如图7所示，两块永远磁铁同极性相对放置，将线性型霍尔传感器置于中心，其磁感应强度为零，这个点可作为位移的零点，当霍尔传感器在Z轴上作△Z位移时，传感器有一个电压输出，电压大年夜小与位移大年夜小成正比。

如不雅把拉力、压力等参数变成位移，便可测出拉力及压力的大年夜小，如图8所示，是按这一道理制成的力传感器。

二）开关型霍尔传感器重要用于测转数、转速、风速、流速、接近开关、关门告诉器、报警器、主动控制电路等。

1．测转速或转数 英国沃森


如图9所示，，在非磁性材料的圆盘边上粘一块磁钢，霍尔传感器放在接近圆盘边沿处，圆回扭转一周，霍尔传感器就输出一个脉冲，大年夜而可测出转数（计数器），若接入频率计，便可测出转速。

如不雅把开关型霍尔传感器按预定地位针砭律地安排在轨道上，当装在活动车辆上的永磁体经由它时，可以大年夜测量电路上测得脉冲旌旗灯号。根据脉冲旌旗灯号的分布可以测出车辆的活动速度。

2．各类实用电路

开关型霍尔传感器尺寸小、工作电压范围宽，工作靠得住，价格便宜，是以获得极为广泛的应用。下面列举两个实用电路加以解释：
电路1 防盗报警器

如图10所示，将小磁铁固定在门的边沿上，将霍尔传感器固定在门框的边沿上，让两者接近，即门处于封闭状况时，磁铁接近霍尔传感器，输出端3为低电平，当门被不法撬开时，霍尔传感器输出端3为高电平，非门输出端Y为低电平，继电器J吸合，Ja闭合，蜂鸣器得电后发出报警声音。

电路2 公共汽车门状况显示器

应用霍尔传感器，只要再设备一块小永远磁铁就很轻易做成车门是否关好的指导器，例如公共汽车的三个门必须封闭，司机才可开车。电路如图11所示，三片开关型霍尔传感器分别装在汽车的三个门框上，在车门恰当地位各固定一块磁钢，当车门开着时，磁钢远离霍尔开关，输出端为高电平。若三个门中有一个未关好，则或非门输出为低电平，红灯亮，表示还有门未关好，若三个门都关好，则或非门输出为高电平，绿灯亮，表示车门关好，司机可宁神开车。(end)