霍尔传感器的优点及用途

  霍尔传感器是基于霍尔效应的一种磁敏传感器。将通有电流的物体放在磁场中，如果电流方向与磁场方向互相垂直，则在与磁场和电流方向都垂直的方向上会产生横向电势差，这个现象称为霍尔效应，产生的电势差称为霍尔电压。采用产生霍尔效应显著的半导体材料制造成霍尔器件，作为霍尔传感器中的磁电转换元件，能够直接进行电磁测量，如测量磁场、电流、电功率等磁物理量和电量。霍尔传感器还可通过磁场作为媒介，对很多物理量实现非接触式测量，通过转换测量力、位移、振动、加速度、转速、流量等非电量，大范围的应用于工业、交通、通信、自动控制、家用电器等各个领域。

  霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，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。

  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。

  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，如下图所示：

  许多人都知道，轿车的自动化程度越高，微电子电路越多，就越怕电磁干扰。而在汽车上有许多灯具和电器件，尤其是功率较大的前照灯、空调电机和雨刮器电机在开关时会产生浪涌电流，使机械式开关触点产生电弧，产生较大的电磁干扰信号。

  采用功率霍尔开关电路能减小这些现象。霍尔器件通过检验测试磁场变化，转变为电信号输出，可用于监视和测量汽车各部件运行参数的变化。

  例如位置、位移、角度、角速度、转速等等，并可将这些变量进行二次变换；可测压、质量、液位、流速、流量等。霍尔器件输出量直接与电控单元接口，可实现自动检测。

  目前的霍尔器件都可承受一定的振动，可在零下40℃到零上150℃范围内工作，全部密封不受水油污染，完全能适应汽车的恶劣工作环境。

  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正弦波

  精度高：在工作时候的温度区内精度优于1%，该精度适合于任何波形的测量；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高（可达μm级）。

  宽带宽：高带宽的电流传感器上升时间可小于1μs；但是，电压传感器带宽较窄，一般在15kHz以内，6400Vrms的高压电压传感器上升时间约500uS，带宽约700Hz。

  结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装便捷，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。

  上图即是一种典型的霍尔传感器实现定位应用---一个轮上的两个磁铁经过霍尔效应传感器。图示中的轮子，带有两个等距的磁铁，传感器上的电压在一个周期内将两次达到峰值。

  通常被用于计量车轮和轴的速度，例如在内燃机点火定时（正时）或转速表上。其在无刷直流电动机的使用，用来检测永磁铁的位置。

  霍尔传感器大范围的应用在变频调速装置、逆变装置、ups电源、通信 电源、电焊机、电力机车、变电站、数字控制机床、电解电镀、微机监测、电网监测等需要隔离检测电流的设施中以及新兴的太阳能、风能和地铁轨道信号、汽车电子等领域。

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