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霍尔效应传感器在哪些领域上起到重要作用?

发表时间:2021-06-22 18:08【

  什么是霍尔效应?

  

  霍尔效应是利用磁场产生磁电压的效应。 当载流导体置于垂直于电流的磁场中时,就会发生这种效应。 最常见的应用是霍尔效应传感器,用于测量磁场并将测量值转换为电压。

  

  霍尔效应传感器

  

  霍尔传感器的功能基于霍尔效应原理。 它是一种用于通过根据磁场改变输出电压来测量磁场的传感器。 霍尔传感器可以在不中断电路的情况下测量电流。 为了确保线性,需要高场强磁铁,它可以为所需的运动产生大的场强变化。 如果磁场垂直于导体施加,将在电导体中产生横向于电流方向的电压。 可以通过保持电流恒定来测量磁通密度

  

  霍尔板——霍尔板有电流端子和霍尔电压抽头,它们布置在半导体芯片的表面。 如果对其施加磁场,它将以与磁场强度成正比的输出电压做出响应,并且输出电压非常小,需要额外的电子设备来实现有用的电压电平。 霍尔板与相关电子设备结合构成霍尔效应传感器时,霍尔板的面积要小,才能准确测量磁场密度,而且要小于被测磁场的横截面。

  

  基本霍尔效应传感器原理结构

  霍尔效应传感器

  霍尔元件-它是一个基本的磁场传感器

  

  差分放大器-放大电位差

  

  调节器——它保持电流值,使传感器的输出只反映磁场的强度。

  

  为什么要使用霍尔效应传感器?

  

  ·真固体

  ·长寿

  ·100kHz以上高速运行

  ·固定输入运行

  ·无活动部件

  ·逻辑兼容的输入输出

  ·高度可重复的操作

  

  简化的开关是一个重要的功能。 霍尔效应IC开关在单个IC芯片上具有霍尔电压发生器、信号放大器、施密特触发电路和晶体管输出电路。 输出干净快速,切换时无反弹。 这些传感器高效、有效且成本低。 霍尔效应传感器几乎不受环境污染物的影响,适合在恶劣的使用条件下使用。

  

  霍尔传感器类型

  

  1.霍尔电流传感器

  

  传感器用于确定电流水平,它使用霍尔效应原理。 传感器将监测电流产生的高斯电平,它们不测量实际电流。

  

  被测电流通过磁芯,磁芯将磁场集中在霍尔元件上。 霍尔元件是一块半导体材料,可产生与电流成正比的霍尔电压。 霍尔元件的输出由低噪声高增益放大器调节

  

  2.线性霍尔效应传感器

  

  这些传感器可用于检测电磁体的运动或场强的变化。 能耗极低,输出线性,温度稳定。 传感器产生一个模拟输出电压,该电压与垂直穿过霍尔板的磁通量成正比。

  

  3.霍尔开关

  

  霍尔开关是一种开关传感器,它具有带有预定义开关点和数字输出的集成比较器,可应用于不同的逻辑系统,如锁存器、单极、双极。 所有霍尔开关都有一个开漏输出晶体管,需要一个外部上拉电阻来连接电源电压。 标准霍尔开关具有霍尔板,可以响应垂直于板的磁场的绝对值。 霍尔开关的特点是有一个磁性开关点。 如果磁通量超过输出晶体管打开,如果它下降晶体管关闭。

  

  霍尔效应传感器应用

  

  1.霍尔效应传感器的汽车应用

  

  点火传感器、牵引力控制、雨刷系统、滑动天窗、带扣开关、刹车灯开关、节气门位置传感器、电流测量和动力转向

  

  2.霍尔效应传感器的工业应用

  

  RPM 测量、轮速传感器、转数、液位和液体流量、压力开关、旋转开关、角度传感器、电流测量、位置测量、距离测量、压力传感器、磁场传感器、扭矩传感器。