线性型霍尔传感器的工作原理(特性)

霍尔效应
在
1879年
被E.H.
霍尔发现，它
定义
了
磁场
和
感应电压
之间
的
关系
，这种效应和
传统
的感应效果完全不同。当
电流
通过一个位于磁场中的
导体
的时候，磁场会对导体中
的电子
产生一个垂直于
电子
运动方向
上的的
作用力
，从而在导体的
两端
产生电压差。
霍尔
传感器
分为
开关
型和
线性
两种，两者
区别
一方面在于霍尔片的
线性度
，另一方面在于应用的不同。
开关型
霍尔传感器
主要用于
接近开关
或
转速传感器
等，线性霍尔通常用于
霍尔电流传感器
或用于测量
磁感应强度
。下面以霍尔电流传感器为例简要阐述其工作原理:
霍尔
电流传感器
是利用霍尔效应将一次
大电流
变换为二次微小电压
信号
的传感器。
实际
设计的霍尔传感器往往通过运算
放大器
等
电路
，将微弱的电压信号放大为标准电压或电流信号。
上述
原理
制作而成的霍尔电流传感器，被称为【开环式霍尔电流传感器】。
后人为了提高传感器性能，又稍作了改造，就是利用一个
补偿绕组
产生磁场，通过
闭环控制
，使其与被测电流产生的磁场
大小
相等，方向相反，达到互相抵消的效果，此时，补偿绕组中的电流
正比
与被测电流的大小，这种传感器，被称为【
闭环
式或磁平衡式霍尔电流传感器】。

（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“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“锁键型”（或称“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。如果把开关型霍尔传感器按预定位置有规律地布置在轨道上，当装在运动车辆上的永磁体经过它时，可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号的分布可以测出车辆的运动速度。2．各种实用电路开关型霍尔传感器尺寸小、工作电压范围宽，工作可靠，价格便宜，因此获得极为广泛的应用。下面列举两个实用电路加以说明：电路1 防盗报警器如图10所示，将小磁铁固定在门的边缘上，将霍尔传感器固定在门框的边缘上，让两者靠近，即门处于关闭状态时，磁铁靠近霍尔传感器，输出端3为低电平，当门被非法撬开时，霍尔传感器输出端3为高电平，非门输出端Y为低电平，继电器J吸合，Ja闭合，蜂鸣器得电后发出报警声音。电路2 公共汽车门状态显示器使用霍尔传感器，只要再配置一块小永久磁铁就很容易做成车门是否关好的指示器，例如公共汽车的三个门必须关闭，司机才可开车。电路如图11所示，三片开关型霍尔传感器分别装在汽车的三个门框上，在车门适当位置各固定一块磁钢，当车门开着时，磁钢远离霍尔开关，输出端为高电平。若三个门中有一个未关好，则或非门输出为低电平，红灯亮，表示还有门未关好，若三个门都关好，则或非门输出为高电平，绿灯亮，表示车门关好，司机可放心开车。参考文献：[1]成辉．传感器的理论与设计基础及其应用．北京：国防工业出版社，1999[2]霍尔传感器及应用电路．北京电子报1994合订本P．381http://woodfeed.com/hall-sensor/

霍尔效应在1879年被E.H. 霍尔发现，它定义了磁场和感应电压之间的关系，这种效应和传统的感应效果完全不同。当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力，从而在导体的两端产生电压差。
霍尔传感器分为开关型和线性两种，两者区别一方面在于霍尔片的线性度，另一方面在于应用的不同。
开关型霍尔传感器主要用于接近开关或转速传感器等，线性霍尔通常用于霍尔电流传感器或用于测量磁感应强度。下面以霍尔电流传感器为例简要阐述其工作原理：
霍尔电流传感器是利用霍尔效应将一次大电流变换为二次微小电压信号的传感器。实际设计的霍尔传感器往往通过运算放大器等电路，将微弱的电压信号放大为标准电压或电流信号。
上述原理制作而成的霍尔电流传感器，被称为【开环式霍尔电流传感器】。
后人为了提高传感器性能，又稍作了改造，就是利用一个补偿绕组产生磁场，通过闭环控制，使其与被测电流产生的磁场大小相等，方向相反，达到互相抵消的效果，此时，补偿绕组中的电流正比与被测电流的大小，这种传感器，被称为【闭环式或磁平衡式霍尔电流传感器】。

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17738375087：线性型霍尔传感器的工作原理(特性)
寿辰卿 ：答：是利用霍尔效应将一次 大电流 变换为二次微小电压 信号 的传感器。实际 设计的霍尔传感器往往通过运算 放大器 等 电路 ，将微弱的电压信号放大为标准电压或电流信号。上述 原理 制作而成的霍尔电流传感器，被称为【开环式霍尔电流传感器】。后人为了提高传感器性能，又稍作了改造，就是利用一个 补偿绕组 ...

17738375087：霍尔传感器原理霍尔传感器特点
寿辰卿 ：答：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。霍尔传感器特点1、霍尔传感器可以测量任意波形的电流和电压，如：直流、交流、脉冲波形等，甚至对瞬态峰值的测量。副边电流忠实地反应原边电流的波形。而普通互感器则是无法与其比拟的，它一般只适用于测量50Hz...

17738375087：霍尔式传感器的原理是什么?
寿辰卿 ：答：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...

17738375087：霍尔传感器的作用霍尔传感器的特点
寿辰卿 ：答：当传感器在Z轴上向△Z位移的时候这时传感器会有电压输出，此时的位移大小和电压大小是成正比例的。2、力测量若将压力和拉力之类的参数当做位移时，我们可以测出压力和拉力的大小，并且可按照此原理来制作力传感器。3、角速度测量一般非磁性材质的圆盘的周边上会黏一块磁钢，当霍尔传感器接近圆盘周边的时候，...

17738375087：霍尔传感器工作原理
寿辰卿 ：答：霍尔传感器工作原理：一个霍尔元件一般有四个引出端子，其中两根是霍尔元件的偏置电流 I 的输入端，另两根是霍尔电压的输出端。如果两输出端构成外回路，就会产生霍尔电流。一般地说，偏置电流的设定通常由外部的基准电压源给出；若精度要求高，则基准电压源均用恒流源取代。为了达到高的灵敏度，有的霍尔...

17738375087：霍尔传感器的工作原理是什么?
寿辰卿 ：答：一、霍尔传感器原理- -霍尔效应 霍尔效应的电路示意图如下图所示，霍尔效应指的是：若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的均匀磁场，则在电流I和磁场B的垂直方向上将会产生电势差UH，UH=k*IB/d，其中k指的是霍尔系数，与半导体的大小及材料等因素有关，d指的是...

17738375087：简述霍尔式转速传感器的工作原理
寿辰卿 ：答：工作原理：1、使霍尔集成电路起传感作用，需要用机械的方法来改变磁感应强度。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。2、因为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，将霍尔集成电路片用作用点火...

17738375087：霍尔传感器工作原理
寿辰卿 ：答：1、霍尔式曲轴位置传感器是利用霍尔效应的原理,产生与曲轴转角相对应的电压脉冲信号的2、利用触发叶片或轮齿改变通过霍尔元件的磁场强度,从而使霍尔元件产生脉冲的霍尔电压信号,经放大整形后即为曲轴位置传感器的输出信号。霍尔式曲轴位置传感器的结构和工作(1)采用触发叶片的霍尔式曲轴位置传感器;(2)采用触发轮齿的霍尔...

17738375087：霍尔传感器的工作原理是什么?
寿辰卿 ：答：工作原理：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，需要用机械的方法来改变磁感应强度。磁场中有一个霍尔半导体片，恒定电流I从A...

17738375087：霍尔传感器:工作原理及其应用
寿辰卿 ：答：尤其在磁性旋转编码器等设备中大放异彩。为了增强信号，这些传感器通常内置放大器和温度补偿电路，以优化响应和精度。卓越的性能与优势</ 霍尔效应器件凭借其非接触性、无机械磨损的特性，以及在高速和高频环境中的稳定表现，成为理想的传感元件。它们的可靠性与长期使用寿命，使它们在众多应用中独树一帜。