霍尔效应传感器的5个重要应用

磁传感器是什么？

磁传感器是一种能够检测和分析磁铁或电流产生的磁场的设备。可用于不同类型的应用，如感应磁场位置和角度的变化、感应磁场强度或方向的变化等。

有多种类型的磁传感器，如霍尔效应传感器（霍尔开关、线性霍尔传感器等），用于检测磁场方向的变化，角度传感器用于检测磁场角度的变化D 霍尔传感器和磁速传感器。霍尔效应传感器广泛应用于接近传感器、位置和速度测量。它们甚至用于计算机打印机、气缸、计算机键盘等。

磁传感器通常是一种固体设备。由于其精度高、精度高、操作少、维护成本低、设计紧凑等特点，目前需求量大。例如，工业应用是可用的，密封的霍尔效应设备是防水的，其制造方法也能抵抗任何振动。

磁传感器广泛应用于汽车系统，特别是分析汽车座椅和安全带的位置，控制安全气囊系统，检测车轮转速，防止拥抱和死亡制动系统（ABS）。

霍尔效应传感器

根据磁传感器周围的磁场或磁通量密度，霍尔效应传感器是一种磁传感器。

霍尔这个词来自第一次发现这种霍尔效应 Edwin Hall 博士。

如果有垂直于电流通过的物体的外部磁场，则在垂直于磁场和电流的方向上产生电势。

霍尔电压是什么？ ？

如果将外部磁场应用于磁传感器，则将被激活。霍尔效应传感器的输出电压与通过的磁场强度成正比。输出电压通常被称为霍尔电压（VH）。

霍尔系数

霍尔系数RH单位通常是m3/C, or Ω·cm/G 表示。

霍尔效应传感器的结构：

霍尔效应传感器通常由一个矩形半导体组成，如锑 (InSb) 或砷化镓 (GaAs)，安装在霍尔探头上，称为霍尔探头 铝板完全覆盖在探头内。由非磁性材料制成的探头与探头连接，使半导体矩形板的平面垂直于探头。

当设备被激活时，电流将继续流过半导体。如果外部磁场线与探头成直角，使磁场线通过探头传感器的直角，则产生称为霍尔效应电压的电压，并提供读数外场的磁通密度 (B)。

霍尔效应传感器符号：

霍尔效应传感器是什么？

霍尔效应传感器的工作原理

霍尔效应传感器的工作主要是由于洛伦兹力的影响(它是由电场或磁场引起的带电粒子的力，即简单的电磁场)。

当有足够大小的现有外部磁场时，半导体板中的电子被偏转到板的边缘，即由于洛伦兹力的作用，穴位和电子向板的任何一侧移动。

为此，半导体一侧带负电，另一侧带正电。由于两侧电荷相反，矩形板两侧产生电压梯度。电压称为霍尔电压 (V H )，利用外部磁场产生这种可测霍尔电压的效果称为霍尔效应。

为了产生电位差和可测量电压，外部磁场线必须与电流通过平板的平面成直角。此外，霍尔效应传感器应提供正确的极性来工作。

霍尔效应传感器工作

当电子和空穴相互远离时，会产生电位梯度，分离会增加，直到电场产生的力与磁场产生的力相平衡。当两个力相互平衡时，电流不会改变，根据磁通密度检测到的霍尔电压 (B) 已计算出来。

如果输出电压与磁通密度呈线性关系，则称为线性霍尔效应传感器，如果输出电压在不同磁通密度下急剧下降，则称为阈值霍尔效应传感器。

我们听说过感应传感器会响应变化的磁场，因为它会在线圈中感应电流，从而在其输出中产生电压。因此，电感传感器只能检测静态（不变）磁场，而霍尔效应传感器可以检测变化和不变磁场。

霍尔效应传感器可提供产生电压的磁极类型和外部磁通密度 (B) 大小信息。使用一组传感器，我们可以找到外部磁铁的相对位置。

霍尔效应传感器的输出电压通常很小，即使在传感器上加强外部磁场，也只有几个微伏。因此，大多数市场销售的霍尔效应传感器都配备了直流放大器和稳压器，以提高传感器的灵敏度和输出电压。

传感器模拟和数字霍尔效应

霍尔效应传感器的输出可以是线性（模拟）或数字。线性霍尔效应传感器的输出与外部磁场成正比，即通过传感器的磁通量密度从差异操作放大器的输出。霍尔效应线性（模拟）传感器具有随外部磁场强度变化而变化的连续电压输出。

霍尔效应传感器公式：

线性霍尔效应传感器的输出可以表示为：

数字传感器的输出取自霍尔效应 OPAMP 的输出，而 OPAMP 它还连接到具有内置滞后功能的施密特触发器，以减少输出电压的振荡。在这种情况下，只有当外部场强度高于设备中的特定值时，设备才会从关闭状态切换到开启状态。

霍尔效应传感器类型：

霍尔效应传感器根据其运行所需的外部磁极类型有两种。

双极

单极

霍尔效应传感器中最常见的两种传感配置是前检测和侧检测。在侧检测中，磁铁需要在霍尔效应元件的前侧移动。在前检测中，磁铁以垂直于霍尔元件平面的方式移动。

霍尔效应传感器的应用：

位置传感器： 在开/关模式下工作时，有数字输出，检测磁性材料的出现是霍尔效应传感器的重要工业应用之一。

直流变压器： 用于测量直流磁通量的霍尔效应传感器，从而计算直流电流。

键盘开关： 霍尔效应开关用于一些计算机键盘。但由于其成本相对较高，其高可靠性仅限于航空航天和军事领域。

油位指示： 霍尔效应传感器使用位置感应来感应浮动元件的位置，并用作汽车油位指示器。

电动跑步机： 霍尔传感器用于速度传感器和意外坠落引起的紧急停止。跑步机用户的腰带与拉绳相连，拉绳与磁铁相连。如果用户意外摔倒，磁铁会脱落，电源会中断，机器会停止。