霍尔效应传感器简介

有丶意思

前言

霍尔效应传感器也称为霍尔传感器，以高精度、一致性和可靠性监测磁场，因为它使您能够感知系统中物体的位置和运动。在本文中将解释什么是霍尔效应传感器，它的基本构建块和功能，以及霍尔效应传感产品的常见用例。

霍尔传感器

霍尔传感器不是典型的集成电路（IC），因为与大多数IC不同，它间接交互 它的关键“电路”—磁铁！如图1所示，基本霍尔效应传感器包括一个霍尔元件， 它将磁场转化为电压，处理电路如运算放大器。模拟和数字处理电路对于霍尔效应传感器的操作，因为霍尔元件的输出电压很微小，有时在微伏范围内。最简单的霍尔效应传感器只有三脚封装、小轮廓晶体管（SOT）-23或晶体管 轮廓（TO）-92，用于电源、接地连接和输出。

图1基本霍尔效应传感器

磁场从来都不是直的线，因为它们从一个极点延伸到另一个极点，图1显示了撞击传感器的直线；准确了解这些场向量在空间中的行为可以让你做很多事情。

霍尔传感器原理

简单的答案是，在一块导电材料，当电流被迫通过导体和磁场以正交方向施加（见图2）。该电压势归因于洛伦兹力， 由Edwin Hall于1879年发现。

图2霍尔效应

注意磁场的方向是霍尔效应传感器一个关键参数，大多数霍尔效应传感器数据表都指定相对于预期磁场方向。知道磁铁产生的磁场如何随距离变化和磁铁有适当的位置，以便有效的使用霍尔效应传感器功能是必要的。图3显示了磁场如何衰减的简单图表离磁铁的距离。

图3磁场随距离衰减

为了最大化测量分辨率，您需要确保系统的最小到最大距离值位于磁场变化最大的区域内。

目前有三种类型的位置霍尔效应传感器可用：

1. 霍尔效应开关是一种数字输出设备根据它感应到的磁场切换状态。作为磁铁越靠近传感器，它感应到的磁场就越强并将切换到称为BOP的活动状态。作为它感觉到的磁场减弱（当磁铁拉得更远时）设备在名为BRP。
2. 霍尔效应闩锁是一种在对开关的操作，除了它有一个BRP点 磁极相反。换句话说，它需要交替磁场极性切换其输出电压状态。
3. 霍尔效应线性传感器是一种模拟设备，其输出电压与它感应的磁场。在没有磁场的情况下，该设备将产生等于电源电压一半的输出电压（VQ）。随着磁场的加强，输出电压 要么开始把它拉近地面（磁北），要么拉近地面 电源电压（磁南）直到达到饱和点。传感器不会测量比那些强的磁场由于电压输出不变，达到饱和。开关和线性设备有单极版本（只能感知北方或南方 字段）或全极开关和双极线性（同时感知北方和 南场）。

图4显示了三种霍尔效应各自的传递函数传感器类型。

图4开关、闩锁和线性传感器传输功能

开关和锁存器中的磁点防喷器和防喷器定义了滞后值（BHYS=防喷器-防喷器）。利用系统中的滞后将防止在输出状态之间来回弹跳。

霍尔传感器应用

霍尔效应传感器提供了一种经济高效的方法来监控移动物体， 根据应用可以选择开关、闩锁或线性传感器。

开关在笔记本电脑、冰箱门和线路末端开关中很常见，用于检测磁铁何时靠近传感器。闩锁在旋转编码和电机换向应用中很受欢迎，其中应用的旋转方面已经成熟，可以持续监控旋转轴的位置。线性传感器可以准确测量物体的位移，因此它们适用于线性执行器、变速触发器和加速踏板。

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