什么是霍尔传感器，它是如何工作的，有什么应用？

霍尔效应传感器

霍尔效应传感器是用来测量磁场大小的线性传感器。这些传感器利用霍尔效应原理，在检测到磁场时产生霍尔电压，用于测量磁感应强度。

线性传感器可以测量大范围的磁场。除了磁场，这些传感器还用于检测位置，速度。对于这些传感器来说，输出电压与磁场大小成正比。

霍尔效应传感器的工作原理

利用霍尔电压原理作为霍尔效应传感器的工作原理。在导体的薄带上，通电时电子沿直线流动。当这个带电导体与与电子运动方向垂直的磁场接触时，电子就会发生偏转。

一些电子被收集到一边，而另一些则被收集到另一边。因此，导体的一个平面表现为负电荷，而另一个表现为正电荷。这就产生了电位差和电压。这个电压叫做霍尔电压。

电子继续从平面的一边移动到另一边，直到电场作用在带电粒子上的力和引起磁场变化的力之间达到平衡。当这种分离停止时，该瞬间的霍尔电压值就给出了磁通量密度的测量值。

根据霍尔电压与磁通密度的关系，霍尔效应传感器有两种类型。在线性传感器中，输出电压与磁通密度成线性关系。在门限传感器中，在每个磁通密度下，输出电压都会急剧下降。

霍尔效应传感器可以看作是线性传感器。为了处理传感器的输出，这些需要一个线性电路，可以为传感器提供恒定的驱动电流，也可以放大输出信号。

霍尔效应传感器的用途是什么?

霍尔效应传感器便宜、坚固、可靠、小巧、易于使用，所以你会在许多不同的机器和日常设备中发现它们，从汽车点火装置到电脑键盘、工厂机器人到健身自行车

这是一个很常见的例子，你可能正在用在你的电脑上。在一个无刷直流电机(用于诸如硬盘和软盘驱动器之类的东西)，你需要能够在任何时候准确地感觉到电机的位置。安装在转子(电机的旋转部分)附近的霍尔效应传感器将能够通过测量磁场的变化来非常精确地探测其方向。这样的传感器还可以用来测量速度(例如，计算车轮或汽车发动机凸轮或曲轴的旋转速度)。你经常会在电子速度计和风速计(风速计)中发现它们，它们可以以类似的方式用于簧管开关。

图片:这个旧软盘驱动器上的小型直流无刷电机有三个霍尔效应传感器(红色圆圈表示)，它们位于电机的边缘，检测电机转子(一个旋转的永磁体)的运动(在这张照片上没有显示)。传感器不是很多看，正如你可以看到从特写照片在右边!

埃德温·霍尔的革命性发现花了几十年才流行起来，但现在它被用于各种领域——甚至是电磁空间火箭发动机。毫不夸张地说，霍尔的开创性工作产生了相当大的影响!

插图:典型的霍尔传感器是如何包装的。磁场可以非常小，所以我们需要我们的探测器尽可能地敏感，这是一种实现这一点的方法。霍尔芯片本身(绿色，17)安装在一个铁载体板(灰色，16)，夹在两个成型的塑料部分(灰色，11,12)。芯片由引线(19)连接到终端引脚(蓝色)，通过它可以连接到一个电路。但真正重要的部分是两个软铁“通量集中器”(橙色，15,21)，这使得该设备非常敏感。当你在传感器附近放置一块磁铁(22)时，这些集中器允许磁通量(磁场产生的磁场的“密度”)沿着霍尔芯片的一个连续环路流动，产生正电压或负电压。如果磁铁滑到传感器的另一侧，就会产生相反的电压。

​霍尔传感器的特性及几种霍尔传感器的检测方法

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霍尔传感器的特性

1、精度高：在工作温度区内精度优于1%，该精度适合于任何波形的测量;

2、线性度好：优于0.1%;

3、霍尔传感器可以测量任意波形的电流和电压，如：直流、交流、脉冲波形等，甚至对瞬态峰值的测量。副边电流忠实地反应原边电流的波形。而普通互感器则是无法与其比拟的，它一般只适用于测量50Hz正弦波;

4、原边电路与副边电路之间有良好的电气隔离，隔离电压可达9600Vrms;

5、宽带宽：高带宽的电流传感器上升时间可小于1μs;但是，电压传感器带宽较窄，一般在15kHz以内，6400Vrms的高压电压传感器上升时间约500uS，带宽约700Hz。

6、测量范围：霍尔传感器为系列产品，电流测量可达50KA，电压测量可达6400V。

几种霍尔传感器的检测方法

一、线性霍尔元件的好坏判断

1、改变磁场的大小线性霍尔元件的好坏

将线性霍尔元件通电，输出端接上电压表，磁铁从远到近逐渐靠近线性霍尔元件时，该线性霍尔元件的输出电压逐渐从小到大变化，这说明该线性霍尔元件是好的，如果磁铁从远到近逐渐地靠近线性霍尔元件，该线性霍尔元件的输出电压保持不变，这说明该线性霍尔元件已被损坏。

2、改变线性霍尔元件恒流源的电流大小判断线性霍尔元件的好坏

磁铁保持不动（即对线性霍尔元件加入一个固定不变的磁场），使得线性霍尔元件恒流源的电流从零逐渐地向额定电流变化时（不能超过线性霍尔元件的额定电流），这时线性霍尔元件的输出电压也从小逐渐地向大变华，这说时该线性霍尔元件是好的，如果线性霍尔元件恒流的电流从零逐渐地向额定电流变化时，这时该线性霍尔元件的电压保持不变，这说明该线性霍尔元件已损坏。

二、单极开关型霍尔元件的好坏检测

将单极开关霍尔元件通电5V，输出端串联电阻，当磁铁远离开关霍尔元件时，开关霍尔元件的输出电压为高电平（+5V），当磁铁靠近开关霍乐元件时，开关霍尔元件的输出电压为低电平（+0.2V左右），这说明该开关开型霍尔元件是好的。如果不认靠近或离开霍尔开关，该霍尔开关的输出电平保持不变，则说明该霍尔开关已损坏。

三、双极锁存霍尔开关元件的好坏检测

当磁铁N极或S极靠近霍尔开关，输出是高电平或低电平，然后拿开霍尔元件，电平保持不变，再用刚才相反的磁极得到与刚刚相反的电平，这时说明霍尔元件是好的，如果当霍尔元件靠近得到的电平，在磁铁离开后不锁存，说明霍尔是坏的，当磁铁用相反的极性靠近霍尔，得不到与另一个极性靠近霍尔所得出相反的电平，那么这个霍尔开关也是坏的。

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