霍尔传感器工作原理，霍尔传感器的特点

霍尔传感器工作原理

霍尔传感器是一种常用的非接触式传感器。它能够检测磁场强度，从而得到物体的位置、角度及旋转方向等信息。霍尔传感器是全球排名第三的传感器产品，在日常生活中，每天在与其打交道;例如，在电脑键盘上，实现光标移动的滚动键就是由霍尔传感器组成的;或者，在汽车变速箱、电动门窗等需要电机的部件中也有霍尔传感器应用。今天本文给大家介绍霍尔传感器的工作原理及特点。
1.霍尔传感器的工作原理是基于霍尔效应。霍尔效应是指当一个通电的导体在外加磁场的作用下，导体中的自由电子将因受到洛伦兹力而偏转，导致电子在平衡状态下在导体横向两侧产生电压差。这种效应称为霍尔效应。霍尔效应是在1879年被一个叫霍尔的人发现的，之后霍尔又同时发现了半导体等也有这种效应。随着社会的不断发展，霍尔效应被广泛地应用在了工业自动化技术之中。

2.传统的霍尔传感器包含一个霍尔元件、电源、放大器及输出电路等部分。其中霍尔元件是传感器的核心部分，它通常由半导体材料制成。当磁场作用于霍尔元件时，电子流将受到偏转，从而在元件两侧产生电压差。如果在元件的通电端接上一个电源，就会形成一个沿着元件长度方向的电场。根据霍尔效应，电子流将在电场的作用下偏转，从而在元件另一侧产生电压信号。这个信号称为霍尔电压，它正比于磁场的强度。

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。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。

霍尔原理

由霍尔效应的原理知，霍尔电势的大小取决于：UH=Rh×IC×B/d

Rh为霍尔常数，它与半导体材质有关;IC为霍尔元件的偏置电流;B为磁场强度;d为半导体材料的厚度。

对于一个给定的霍尔器件，当偏置电流Ic固定时，Vh将完全取决于被测的磁场强度B。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IC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，有的霍尔元件的传感面上装有高导磁系数的坡莫合金;这类传感器的霍尔电势较大，但在0.05T左右出现饱和，仅适用在低量限、小量程下使用。

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。

霍尔传感器的特点

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。

1、原边电路与副边电路之间有良好的电气隔离，隔离电压可达9600Vrms;

2、精度高：在工作温度区内精度优于1%，该精度适合于任何波形的测量;

3、线性度好：优于0.1%;

4、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。

5、测量范围：霍尔传感器为系列产品，电流测量可达50KA，电压测量可达6400V。

以上就是霍尔传感器原理及特点的介绍，希望能对大家有所帮助。