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霍尔传感器基本电路图 霍尔传感器电路图大全(六款霍尔传感器电路图)

发布时间:2024-10-08 22:10:19

霍尔传感器电路图大全(六款霍尔传感器电路图)

霍尔传感器简介与分类

霍尔传感器,英文名称为Hall sensor,是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器,主要用于力测量,具有精度高、线性度好等多种特点,现已在工业自动化技术、检测技术、信息处理等方面有着极广泛的应用。霍尔传感器可分为线型和开关型两种。

线型霍尔传感器又可分为开环式线性霍尔传感器和闭环式线性霍尔传感器(又称为零磁通霍尔传感器),主要包括霍尔元件、线性放大器和设计跟随器三大部分,用于测量交流电流、直流电流、电压。开关型霍尔传感器主要包括霍尔元件、差分放大器、稳压器、斯密特触发器、输出级组成,用于数字量的输出。

一.霍尔传感器电路图大全(霍尔传感器信号放大电路)

二.霍尔传感器电路图大全(霍尔接近开关组成的计数器电路)

HK-1型霍尔接近开关组成的计数器电路图中采用了光电耦合器隔离和8位计算器。每当磁钢接近HK-1开关一次,计算器记一个数,并累加,从而完成计数功能。

三.霍尔传感器电路图大全(霍尔接近开关用于数控机床PLC电路)

此电路还可用于数控机床可编程控制器(PLC)上,其精度可达0.02mm,还可用于高速冲床、复杂纹进模具的送切料、行程控制等方面。

四.霍尔传感器电路图大全(霍尔传感器放大电路图解)

五.霍尔传感器电路图大全(霍尔电流电压传感器原理图)

磁平衡式霍尔电电压传感器工作原理原边电压Vp通过原边电阻R1转换为原边电流Ip,Ip产生的磁通量与霍尔电压经放大产生的副边电流Is通过副边线圈所产生的磁通量相平衡。副边电流Is精确地反映原边电压。

磁平衡式霍尔电流传感器工作原理:

原边电流Ip产生的磁通量与霍尔电压经放大产生的副边电流Is通过副边线圈所产生的磁通量相平衡。副边电流Is精确地反映原边电流。:

直检式霍尔电流传感器工作原理

如图。由于磁路与霍尔器件的输出具有良好的线性关系,因此霍尔器件输出的电压讯号U0可以间接反映出被测电流I1的大小,即:I1∝B1∝U0;把U0定标为当被测电流I1为额定值时,U0等于50mV或100mV。这就制成霍尔直接检测(无放大)电流传感器​​​​​

六.霍尔传感器电路图大全(线性霍尔传感器的放大电路图)

其工作原理如下:被测电流In流过导体产生的磁场,由通过霍尔元件输出信号控制的补偿电流Im流过次级线圈产生的磁场补偿,当原边与副边的磁场达到平衡时,其补偿电流Im即可精确反映原边电流In值。图中AMP表示放大电路的原理框图。实际放大电路可采用反相比例放大器电路,如下图:

七.霍尔传感器电路图大全(霍尔传感器电路图集汇总)

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。​​​​​​ ​​

文章素材来自互联网​​

霍尔传感器的原理是什么?有哪些应用?有什么优缺点?

成都的冬天是不是来了,昨天竟开始变得有点小冷了。

估计米亚罗的红叶又开始“泛滥”了。

但是我哪里也不去,呆在家里写日记。

本来我是想接着上一篇,再写一下直流电机,还有伺服电机的。

但是,我在看直流电机文档时,发现需要先理解霍尔传感器。

所以今天还是先说下霍尔传感器的原理。

这篇日记不长,读起来也很轻松。

花5分钟时间,我们来了解一下霍尔传感器。

开始吧。

1.霍尔传感器的原理

说起霍尔传感器,其实它的基本原理,还得从我们中学时学过的洛伦兹力说起。

霍尔传感器的原理,公众号:罗罗日记

霍尔传感器的原理

左图:电子受到的洛伦兹力向右。右图,霍尔感应:薄板左右两侧因电势差,形成电压,称为霍尔感应电压。

我们知道,电子在磁场中运动时,会受到洛伦兹力(Lorentz force)的作用。

如上,我们先看左边这幅图,当电子向上运动时,其产生的电流向下。

好了,我们使用左手定则 ,让磁场B的磁感线(射入屏幕)穿入手心,也就是手心向外,并用四指指向电流方向,也就是四指向下,那么,大拇指的方向就是电子的受力方向。

在这幅图中,电子受力向右。

所以在外磁场的作用下,薄板中的电荷会向一侧倾斜。

在上面的例子中,电子向右侧倾斜,那么就会在左右两边形成电势差。

如右图,如果用电压表接在左右两侧,那么会检测到电压。

这就是霍尔感应的基本原理。

检测到的电压叫霍尔感应电压。

如果取走外磁场,那么霍尔电压消失。

如果用形象的图来表示,霍尔感应就像下面这张图。

i表示电流方向,Bi表示电流方向,B表示外磁场方向,V表示霍尔电压,盒子中的小圆点可以看作是电子。

当然,实际的霍尔传感器,其实很小。

下面是一个霍尔传感器的内部结构。

霍尔传感器工作示意图

外部旋转磁场经过传感器,产生周期变化的信号,再通过传感器内部电路处理,输出数字信号,或者模拟信号。

其核心就是感应外部磁场(输入),产生电压(输出)。

这就是霍尔传感器的工作原理。

是不是很简单。

2.霍尔传感器的分类

按照输出量是数字量还是模拟量,霍尔传感器分为数字式和模拟式两种。

根据激活和关闭工作特性,霍尔传感器又分为单极式和双极式两种。

数字式霍尔传感器电路图

数字式霍尔传感器输出量

模拟式霍尔传感器电路图

模拟式霍尔传感器输出量

双极式霍尔传感器:分别用磁铁的两极来触发和释放霍尔传感器

单极式霍尔传感器:仅用磁铁的S极来触发和释放霍尔传感器

3.霍尔传感器的应用

上面,我们对霍尔传感器的原理和基本类型有了大体的认识。

那么,接下来,我们看看霍尔传感器有哪些应用。

当然,首先就是用在直流无刷电机上。

示意图如下,具体工作原理我们下一篇再讲,这里不过多解释。

霍尔传感器在无刷直流电机中的应用:霍尔传感器感应转子的位置,然后告诉控制器怎么改变线圈通电次序。

用作近传感器

探测纸的存在

作为互锁感应

作为速度传感器

当然,实际上,霍尔传感器还有更多的应用,以上只是部分例子(大部分例子来自Honeywell)。

到这里,我们说了霍尔传感器的一些应用。

那么霍尔传感器有什么优缺点呢?

4.霍尔传感器的优缺点

因为是利用磁感原理,所以霍尔传感器有如下的优点:

(1)可用于探测多种物理量,例如位置感应,速度以及运动方向的感应。

(2)因为是固态设备,而且没有活动部件,所以不会出现摩擦及磨损,理论上有无限寿命。

(3)稳固,高重复性,几乎免维护。

(4)不受振动,灰尘和水的影响。

(5)可应用于高速测量,例如大于100KHz,而电容和电感式传感器在如此高速应用时,输出信号就会变得扭曲。

(6)低成本。

(7)体积小,可用于表面贴装。

当然,也正因为如此,它也有一些缺点:

(1)线性霍尔传感器,测量距离受限。

(2)因为利用磁性,所以外部磁场可能会影响测量值。

(3)因为高温会影响导体电阻,反过来,会影响载流子的迁移率和霍尔传感器的灵敏度。

好了,让我们回顾一下,今天说了哪些东西。

霍尔传感器的原理,霍尔传感器的分类,霍尔传感器的应用,霍尔传感器的优缺点。

差不多了,今天就到这里吧。

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对了,不要太想我,我们下一篇直流电机的工作原理再见。

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