霍尔式传感器(霍尔传感器怎么测量好坏) -凯发推荐

霍尔传感器的工作原理是什么

霍尔传感器的工作原理是：

磁场中有一个霍尔半导体片，恒定电流i从a到b通过该片。在洛仑兹力的作用下，i的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移，使该片在cd方向上产生电位差，这就是所谓的霍尔电压。

霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低，霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就能使该电压放大到足以输出较强的信号。

若使霍尔集成电路起传感作用，需要用机械的 *** 来改变磁感应强度。下图所示的 *** 是用一个转动的叶轮作为控制磁通量的开关，当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时，磁场偏离集成片，霍尔电压消失。

这样，霍尔集成电路的输出电压的变化，就能表示出叶轮驱动轴的某一位置，利用这一工作原理，可将霍尔集成电路片用作用点火正时传感器。霍尔效应传感器属于被动型传感器，它要有外加电源才能工作，这一特点使它能检测转速低的运转情况。

霍尔效应传感器：

1-霍尔半导体元件 2-永久磁铁 3-挡隔磁力线的叶片。

霍尔传感器原理

霍尔传感器原理

霍尔传感器是一种磁传感器。用它可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔传感器以霍尔效应为其工作基础，是由霍尔元件和它的附属电路组成的集成传感器。霍尔传感器在工业生产、交通运输和日常生活中有着非常广泛的应用。

一、霍尔效应霍尔元件霍尔传感器

(一)霍尔效应

如图1所示，在半导体薄片两端通以控制电流i，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为b的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为uh的霍尔电压，

其中d为薄片的厚度，k称为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关。

上述效应称为霍尔效应，它是德国物理学家霍尔于1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。

(二)霍尔元件

根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。

(三)霍尔传感器

由于霍尔元件产生的电势差很小，故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路及稳压电源电路等集成在一个芯片上，称之为霍尔传感器。

霍尔传感器也称为霍尔集成电路，其外形较小，如图2所示，是其中一种型号的外形图。

二、霍尔传感器的分类

霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。

(一)线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。

(二)开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。

三、霍尔传感器的特性

(一)线性型霍尔传感器的特性

输出电压与外加磁场强度呈线性关系，如图3所示，可见，在b1～b2的磁感应强度范围内有较好的线性度，磁感应强度超出此范围时则呈现饱和状态。

(二)开关型霍尔传感器的特性

如图4所示，其中bop为工作点ldquo开的磁感应强度，brp为释放点ldquo关的磁感应强度。

当外加的磁感应强度超过动作点bop时，传感器输出低电平，当磁感应强度降到动作点bop以下时，传感器输出电平不变，一直要降到释放点brp时，传感器才由低电平跃变为高电平。bop与brp之间的滞后使开关动作更为可靠。

另外还有一种ldquo锁键型(或称ldquo锁存型)开关型霍尔传感器，其特性如图5所示。

当磁感应强度超过动作点bop时，传感器输出由高电平跃变为低电平，而在外磁场撤消后，其输出状态保持不变(即锁存状态)，必须施加反向磁感应强度达到brp时，才能使电平产生变化。

四、霍尔传感器的应用

按被检测对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。前者是直接检测受检对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，这个磁场是被检测的'信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量，例如速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电学量来进行检测和控制。

(一)线性型霍尔传感器主要用于一些物理量的测量。例如：

1.电流传感器

由于通电螺线管内部存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔传感器测量出磁场，从而确定导线中电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，特别适合于大电流传感。

霍尔电流传感器工作原理如图6所示，标准圆环铁芯有一个缺口，将霍尔传感器插入缺口中，圆环上绕有线圈，当电流通过线圈时产生磁场，则霍尔传感器有信号输出。

2.位移测量

如图7所示，两块永久磁铁同极性相对放置，将线性型霍尔传感器置于中间，其磁感应强度为零，这个点可作为位移的零点，当霍尔传感器在z轴上作△z位移时，传感器有一个电压输出，电压大小与位移大小成正比。

如果把拉力、压力等参数变成位移，便可测出拉力及压力的大小，如图8所示，是按这一原理制成的力传感器。

(二)开关型霍尔传感器主要用于测转数、转速、风速、流速、接近开关、关门告知器、报警器、自动控制电路等。

1.测转速或转数

如图9所示，，在非磁性材料的圆盘边上粘一块磁钢，霍尔传感器放在靠近圆盘边缘处，圆盘旋转一周，霍尔传感器就输出一个脉冲，从而可测出转数(计数器)，若接入频率计，便可测出转速。

什么是霍尔传感器它的结构,特点及作用各是什么

霍尔传感器是根据霍尔效应 *** 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 *** 。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。

霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。

（一）开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。开关型霍尔传感器还有一种特殊的形式，称为锁键型霍尔传感器。

（二）线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。

线性霍尔传感器又可分为开环式和闭环式。闭环式霍尔传感器又称零磁通霍尔传感器。线性霍尔传感器主要用于交直流电流和电压测量。.

开关型

如图4所示，其中bnp为工作点“开”的磁感应强度，brp为释放点“关”的磁感应强度。当外加的磁感应强度超过动作点bnp时，传感器输出低电平，当磁感应强度降到动作点bnp以下时，传感器输出电平不变，一直要降到释放点brp时，传感器才由低电平跃变为高电平。bnp与brp之间的滞后使开关动作更为可靠。

锁键型

如图5所示，当磁感应强度超过动作点bnp时，传感器输出由高电平跃变为低电平，而在外磁场撤消后，其输出状态保持不变（即锁存状态），必须施加反向磁感应强度达到brp时，才能使电平产生变化。

线性型

输出电压与外加磁场强度呈线性关系，如图3所示，可见，在b1～b2的磁感应强度范围内有较好的线性度，磁感应强度超出此范围时则呈现饱和状态。

霍尔传感器,有什么作用

霍尔传感器-检测磁场!可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1mhz），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。oh3144,oh137等

比如无刷电机:直流电机在转动过程中,绕组中的电流要不断地改变方向,以使转子向一个方向转动。其中,有刷电机是采用电刷与换相器通过机械接触的方式进行换相的而无刷电机则是通过霍尔（oh3144，oh137等）检测出绕组实时运转位置的信号,再通过微处理器或专用芯片对采集的信号进行处理,并实时控制相应的驱动电路对电机绕组进行控制。

霍尔式传感器与磁感应式传感器的区别是什么怎么分

1、插头线数量的区别

霍尔传感器外接插头线有三根，其中两根为电源线，一根为信号线；磁电式传感器外接插头线有两根都为信号线。

2、划分的区别：

霍尔传感器为“有源”传感器，需要有电源外部供电；磁电式传感器为“无源”传感器，无需电源外部供电。

3、工作原理的区别：

磁电传感器是利用电磁感应原理，将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器，不需要辅助电源，就能把被测对象的机械能转换成易于测量的电信号；

霍尔传感器是利用霍尔效应原理，洛仑兹力的作用下，偏置电流i的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移，使该片在cd方向上产生电位差，产生霍尔电压，需要辅助电源才能正常工作。

扩展资料：

设计原则

磁电感应式传感器有两个基本元件组成:一个是产生恒定直流磁场的磁路系统，为了减小传感器体积，一般采用永久磁铁另一个是线圈，由它与磁场中的磁通交链产生感应电动势。

感应电动势与磁通变化率或者线圈与磁场相对运动速度成正比，因此必须使它们之间有一个相对运动。作为运动部件，可以是线圈，也可以是永久磁铁。所以，必须合理地选择它们的结构形式、材料和结构尺寸.以满足传感器的基本性能要求。

对于惯性式传感器，具体计算时，一般是先根据使用场合、使用对象确定结构形式和体积大小（即轮廓尺寸），然后根据结构大小初步确定磁路系统，计算磁路以便决定磁感应强度b。这样，由技术指标给定的灵敏度s值以及确定的b值，由s= e/v= bιn即可求得线圈的匝数n。因为在确定磁路系统时，气隙的尺寸已经确定了，线圈的尺寸也已确定，亦即ι已经确定。

参考资料来源：百度百科-磁电式传感器

参考资料来源：百度百科-霍尔传感器

参考资料来源：百度百科——有源传感器

参考资料来源：百度百科—无源传感器