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。

【霍尔传感器的应用】小小传感器竟然妙用无穷

霍尔感应器件的产生来源于美国科学家霍尔对于金属导电性能的研究。通过霍尔的研究，发现导体与半导体、导电流体能够产生磁电效应。并且通过后来者们的研究发现，半导体能够产生的磁电效应要比导体强得多，于是人们开始利用霍尔现象制作各种霍尔元件，用来测量、信息处理等方面。霍尔传感器便是利用霍尔现象研究开发的一类新产品，接下来，和大家谈一谈霍尔传感器在各个方面的应用。

应用于各种数据的测量

霍尔传感器应用于数据的测量，是其应用最广泛地领域。霍尔传感器可以用作测量各种物理量，如测量线速度、加速度、转速、风速、流速以及物体位移量。在测量物体的这些物理参数的时候，我们可以将半导体材料加在待测物体的表面，然后，利用霍尔传感器能够捕捉到半导体材料的磁场来对物体进行实时测量，这样，我们就能通过霍尔传感器得到关于物体运动速度的参数了。

另外，霍尔传感器还应用于电路中对电流的测控。众所周知，电路通电就会产生磁场，而应用霍尔传感器就能准确的捕捉到电路中磁场的变化，从而对电路中的电流变化进行实时测控。所以，现在许多的电表中，都含有霍尔元件。

应用于自动化控制

生活中，利用霍尔效应以及霍尔传感器对物体进行自动化处理的应用非常多。这里举两个最常见的例子。

我们在进入一些高档场所，如星级酒店的时候，会进入那些自动门。这些门在人体靠近的时候，便会自动打开，这在一定程度上就是利用了霍尔效应以及霍尔传感器。人体是一个半导体，具有霍尔效应，设计人员在感应门中设置霍尔传感器，霍尔传感器就会在人体接近的时候，瞬间捕捉到磁场效应，为人们打开“方便之门”。

另一个应用就是霍尔传感器应用于一些自动警报装置，在发生紧急情况的时候，如火灾等，霍尔传感器就能检测到磁场的变化，发出警报，警示人们已经发生情况。

应用于医疗设备

霍尔传感器还被广泛地应用于医疗设备。利用霍尔效应，能够准确的检测到人体内部各器脏的健康状况，提高医疗设备的精确度。

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