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。

曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的作用

曲轴位置传感器的英文缩写是CKPS或CKP，也称作发动机转速传感器，大多采用磁感应式传感器，配合60齿减去3齿或60齿减去2齿的靶轮。凸轮轴位置传感器的英文缩CMPS或CMP，也称作霍尔传感器，大多采用霍尔传感器，配合具有1个缺口或几个不等距缺口的信号转子。控制单元不停地接收和比对这两个信号电压，当两个信号都在低电位时，控制单元认为此时再经一定的曲轴转角就可到达1缸压缩行程上止点。如果经比对CKP与CMP都在低电位，控制单元就有了点火正时和喷油时刻的基准。

当凸轮轴位置传感器信号中断后，控制单元收到曲轴位置信号只能识别出再经一定的曲轴转角到达1、4缸的上止点，但不知1、4缸中的哪一个是压缩行程上止点。控制单元仍可喷油，但由顺序喷射改为同时喷射，控制单元仍可点火，但将点火正时向后推迟到绝对不爆震的安全角度，一般推迟1 5。此时发动机功率和扭矩都会降低，驾驶中的感觉就是加速不良，达不到规定的最高车速，燃油消耗增加，怠速不稳。

当曲轴位置传感器信号中断后，大多数车辆不能启动，因为程序中没设计利用凸轮轴传感器信号替代的功能。然而少部分车辆，例2000年上市的捷达2气门电喷车，当曲轴位置传感器信号中断后，控制单元会以凸轮轴位置传感器信号替代，发动机可以启动和运行，但各项性能会下降。

本例中伊兰特启动困难、加速无力的原因即是曲轴位置传感器失效后的故障表现。具体表现是发车速达到110KM/h后，继续加大节气门开度，发动机转速上不去，车速不能提升。而原地停车加油门是最高转速只能达到4000r/min。而利用解码器读到故障码P0339，故障码的含义是ECU没有收到来自曲轴位置传感器CKPS的信号。

同时因为曲轴位置传感器失效，另一个故障现象是起动困难，即起动时所需时间较长。

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