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霍尔传感器(hall sensor)工作原理

发表时间:2015-05-27 15:07 作者:皇冠体育网机电 来源:www.zhiyuanjd.com.cn 浏览:

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一、霍尔传感器简介

霍尔传感器,英文名称为Hall sensor,是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器,主要用于力测量,具有精度高、线性度好等多种特点,现已在工业自动化技术、检测技术、信息处理等方面有着极广泛的应用。

二、霍尔传感器分类

霍尔传感器可分为线型和开关型两种。线型霍尔传感器又可分为开环式线性霍尔传感器和闭环式线性霍尔传感器(又称为零磁通霍尔传感器),主要包括霍尔元件、线性放大器和设计跟随器三大部分,用于测量交流电流、直流电流、电压。开关型霍尔传感器主要包括霍尔元件、差分放大器、稳压器、斯密特触发器、输出级组成,用于数字量的输出。

三、霍尔传感器霍尔电压

霍尔电压:恒定电流流经霍尔半导体片,洛仑兹力的作用使得电流在通过霍尔半导体时偏向一侧,使得在电流垂直方向上产生电位差,即霍尔电压。霍尔电压受磁场强度影响,磁场越强,霍尔电压越高。

四、霍尔传感器的特性

1、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。

2、开关型霍尔传感器的特性: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。

五、霍尔传感器工作原理

霍尔传感器原理图

霍尔集成电路需使用机械方法来改变磁场强度从而改变霍尔电压以达到传感的作用,方法多种多样,接下来介绍其中的一种方法。在下图所示图片中,控制磁通量的开关是一个转动的叶轮,当叶轮的叶片位于磁铁与霍尔集成电路间的气隙时,磁场向集成片方向偏去使得霍尔电压消失,因此可通过集成电路输出电压量的变化来表示叶轮驱动轴的位置。

六、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。


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