霍尔效应传感器的基本原理以及应用

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霍尔传感器的应用以及原理

霍尔传感器的应用以及原理

霍尔传感器的应用以及原理1. 引言霍尔传感器是一种常见的传感器,广泛应用于电子设备和工业控制领域。

它通过测量磁场变化来检测物体的位置、速度和方向等信息。

本文将介绍霍尔传感器的原理以及它在不同领域的应用。

2. 霍尔传感器原理霍尔传感器的工作原理基于霍尔效应,即当电流通过晶体管和金属片时,会形成一个垂直于电流和磁场方向的电压差。

这个电压差叫做霍尔电压,它与外界磁场的强度和方向成正比。

通过测量霍尔电压的变化,可以得到与磁场相关的信息。

霍尔传感器通常由霍尔元件、增益放大器和输出电路组成。

霍尔元件是一个具有霍尔电压特性的磁敏器件,一般采用半导体材料制造。

增益放大器用于放大霍尔电压的信号,使其可以被检测和处理。

输出电路根据需求将电信号转换成数字信号或模拟信号输出。

3. 霍尔传感器的应用3.1 位置检测霍尔传感器可以通过测量磁场的变化来检测物体的位置。

在自动门控制系统中,可以使用霍尔传感器来检测人员的位置,实现自动开关门。

在机械制造中,霍尔传感器可以被用来监测机械臂的位置,控制其准确移动。

3.2 速度检测通过测量磁场变化的频率,霍尔传感器可以检测物体的速度。

在汽车中,霍尔传感器常被用来测量车轮的转速,用于ABS(防抱死制动系统)和发动机管理系统等。

此外,在电动机控制领域,霍尔传感器也经常被应用于测量电动机的转速。

3.3 方向检测霍尔传感器通过测量磁场的方向,可以检测物体的方向。

在磁罗盘中,霍尔传感器用于检测地球的磁场方向,提供导航和定位功能。

在游戏手柄中,霍尔传感器可以检测游戏手柄的倾斜方向,实现精确的游戏控制。

3.4 磁场检测由于霍尔传感器对磁场的敏感性,它也可以用来检测磁场的强度和方向。

在磁共振成像仪中,霍尔传感器被用于检测强磁场的均匀性,确保图像质量。

在磁力计中,霍尔传感器可以测量磁场的强度,用于测量磁体的磁场强度。

4. 总结霍尔传感器是一种应用广泛的传感器,它通过测量磁场变化来获得与位置、速度和方向等相关的信息。

霍尔传感器的工作原理、分类及应用

霍尔传感器的工作原理、分类及应用

霍尔传感器是一种磁传感器。

用它可以检测磁场及其变化,可在各种与磁场有关的场合中使用。

霍尔传感器以霍尔效应为其工作基霍尔传感器是一种磁传感器。

用它可以检测磁场及其变化,可在各种与磁场有关的场合中使用。

霍尔传感器以霍尔效应为其工作基础,是由霍尔元件和它的附属电路组成的集成传感器。

霍尔传感器在工业生产、交通运输和日常生活中有着非常广泛的应用。

一、霍尔效应霍尔元件霍尔传感器霍尔效应如图1 所示,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,它们之间的关系为。

式中d 为薄片的厚度,k 称为霍尔系数,它的大小与薄片的材料有关。

上述效应称为霍尔效应,它是德国物理学家霍尔于1879 年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。

(二)霍尔元件根据霍尔效应,人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。

它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点,因此,在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。

(三)霍尔传感器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,如图2 所示,是其中一种型号的外形图。

二、霍尔传感器的分类霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。

(一)线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极尾随器组成,它输出摹拟量。

(二)开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器,斯密特触发器和输出级组成,它输出数字量。

三、霍尔传感器的特性(一)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。

(二)开关型霍尔传感器的特性如图4 所示,其中BOP 为工作点“开”的磁感应强度,BRP 为释放点“关”的磁感应强度。

霍尔传感器工作原理

霍尔传感器工作原理

霍尔传感器工作原理1. 引言霍尔传感器是一种常用于测量磁场的传感器,它基于霍尔效应原理工作。

本文将详细介绍霍尔传感器的工作原理及其应用领域。

2. 霍尔效应的基本原理霍尔效应是指当电流通过一块导体时,如果该导体处于磁场中,就会在导体的两侧产生一种电压差,这种现象被称为霍尔效应。

霍尔效应的基本原理是磁场对电子的偏转和电子在导体中的运动轨迹。

3. 霍尔传感器的结构霍尔传感器通常由霍尔元件、放大器和输出电路组成。

霍尔元件是传感器的核心部件,它是一种半导体材料,具有特殊的电子结构,能够感知磁场的变化。

放大器负责放大霍尔元件产生的微弱电压信号,以便进行后续的处理和分析。

输出电路将放大后的信号转化为可用的电压或者电流输出。

4. 霍尔传感器的工作原理当霍尔传感器处于磁场中时,磁场会对霍尔元件中的电子进行偏转。

根据霍尔效应,偏转后的电子会在霍尔元件的两侧产生电压差。

这个电压差与磁场的强度和方向成正比。

通过测量霍尔元件两侧的电压差,可以确定磁场的强度和方向。

5. 霍尔传感器的应用领域霍尔传感器具有广泛的应用领域,以下是几个常见的应用示例:- 电动汽车:霍尔传感器可以用于检测电动汽车中机电的转速和位置,从而实现精确的控制和调节。

- 磁条读卡器:霍尔传感器可以用于读取磁条卡上的信息,如银行卡、身份证等。

- 电流测量:霍尔传感器可以用于测量电流,特殊适合于高电流的测量场景,如电力系统中的电流监测。

- 磁力测量:霍尔传感器可以用于测量磁力的大小和方向,广泛应用于磁力计、磁力传感器等领域。

6. 霍尔传感器的优缺点- 优点:- 非接触式测量:霍尔传感器不需要与被测物直接接触,可以实现非接触式测量,避免了物体磨损和污染。

- 高精度:霍尔传感器具有高精度的测量能力,可以实现弱小磁场的测量。

- 快速响应:霍尔传感器的响应速度快,可以实时获取磁场变化的信息。

- 缺点:- 受温度影响:霍尔传感器的工作性能受温度影响较大,需要进行温度补偿。

霍尔传感器的原理和应用

霍尔传感器的原理和应用

霍尔传感器的原理和应用1. 霍尔传感器的原理霍尔传感器是一种基于霍尔效应的传感器,通过测量电磁场的变化来检测物体的位置、运动或者其他属性。

其原理主要基于霍尔效应的存在。

1.1 霍尔效应的概念霍尔效应是指当通过一块导体中的电流流过时,如果将该导体放置于磁场中,该磁场会产生一个力,使得电子在导体中聚集在一边,导致在导体两侧产生一种电势差。

这种现象就是霍尔效应。

1.2 霍尔传感器的结构霍尔传感器通常由霍尔元件、磁场源和信号处理电路组成。

其中,霍尔元件是关键部件,其结构包括霍尔片、上下两个触点和引线。

霍尔片是一种特殊材料,能够对磁场产生敏感。

当磁场作用于霍尔片时,霍尔片上的电荷会发生积聚,从而产生一定的电势差。

1.3 霍尔传感器的工作原理当磁场作用于霍尔传感器时,霍尔片上的电荷会发生积聚,从而产生电势差。

这种电势差可以被测量,并转化为相应的信号。

该信号可以通过信号处理电路进行放大、滤波和解调等处理,以便得到相关的测量结果。

2. 霍尔传感器的应用霍尔传感器由于其特殊的原理和结构,在许多领域都有广泛的应用。

2.1 位置检测由于霍尔传感器能够对磁场的变化进行敏感测量,因此在位置检测方面有很好的应用。

比如,在汽车领域中,霍尔传感器可以用来检测车速、转向角度,以及车辆的位置等信息。

2.2 运动检测霍尔传感器可以用来检测物体的运动状态。

在工业自动化领域中,霍尔传感器常常被用来监测机器的转速、转向等参数。

另外,霍尔传感器还被广泛应用于航空航天领域中,用于检测飞机、卫星等设备的姿态、位置等信息。

2.3 流量测量由于霍尔传感器对电流的变化敏感,因此能够用来测量流体的流量。

在工业领域中,霍尔传感器常常被用来监测管道内流体的流速和流量,以实现对流体控制和管理的目的。

2.4 磁场测量由于霍尔传感器对磁场的变化具有很好的感知能力,因此可以用来测量磁场的大小和方向。

在科学研究领域中,霍尔传感器常常被用来测量磁场的强度和分布,以研究磁场的性质和应用。

霍尔效应的原理和实际应用

霍尔效应的原理和实际应用

霍尔效应的原理和实际应用1. 霍尔效应的基本原理霍尔效应是指当电流通过一片材料时,垂直于电流和磁场方向的电势差产生的现象。

这个效应由美国物理学家爱德华·霍尔于1879年首次发现和描述。

霍尔效应的基本原理可以归纳为以下几点:•高斯定律:磁感应强度的切线积分等于通过封闭曲面的磁通量除以该曲面的反面积。

•洛伦兹力:电荷在磁场中受到的力与电荷的速度和磁感应强度的乘积成正比。

•霍尔电流:电流通过导体时,由于相互作用,电荷会聚集在导体的一侧,产生一个电势差。

基于以上原理,当电流通过一片材料时,垂直于电流方向施加一个磁场,就会产生垂直于电流和磁场的电势差。

这个电势差称为霍尔电压,常用符号为VH。

2. 霍尔效应的公式霍尔电压(VH)与电流(I)、磁感应强度(B)、导体材料的特性有关。

霍尔效应的公式可以表示为:VH = RHBID其中,RH是霍尔系数,表示导体材料的本征特性;B是磁感应强度;I是电流;D是导体的厚度。

3. 霍尔效应的实际应用霍尔效应在现实生活中有着广泛的应用,以下列举了其中几个重要的应用领域:3.1 汽车工业霍尔效应被广泛应用于汽车工业中的转速测量和位置检测。

其原理是利用霍尔传感器测量转子旋转产生的磁场变化来检测发动机转速和位置。

这种测量方法因为具有高精度、快速响应和无接触的特点,因此在汽车电子系统中得到了广泛应用。

3.2 磁存储器霍尔效应在磁存储器中起着重要作用。

由于霍尔效应能够测量磁场的强度和方向,因此可以用来读取和写入磁存储器中的数据。

这种应用在磁盘驱动器和磁带等存储设备中非常常见。

3.3 传感器技术霍尔效应传感器已经广泛应用于各种测量和控制系统中。

例如,霍尔传感器可以用来测量电流、磁场、速度和位置等物理量。

它们具有体积小、重量轻、灵敏度高、响应快和可靠性好等优点,被广泛应用于工业自动化、航空航天、医疗设备等领域。

3.4 电子设备霍尔效应在电子设备中也有着一定的应用。

例如,霍尔开关可以用来控制电路的开关状态,这种开关具有无触点、可靠性高和寿命长的特点,被广泛应用于电路保护和电源管理等领域。

霍尔传感器 原理及应用

霍尔传感器 原理及应用

霍尔传感器原理及应用
霍尔传感器作为一种常用的传感器器件,其运作原理是基于霍尔效应。

霍尔效应是指当通过导体的电流在垂直于电流方向上施加一个磁场时,会在导体的侧边产生一种电势差。

具体而言,霍尔传感器中通常包含一片装有霍尔元件(霍尔晶体)的芯片。

当通过芯片中的引脚加上一定的电流时,霍尔元件内部产生一个与施加磁场相对应的电势差。

电势差的大小与施加磁场的强度成正比,方向则取决于磁场的方向。

根据霍尔传感器的工作原理,它可以用于检测磁场的强度和方向。

常见的应用包括磁力计、转速传感器、位置传感器等。

以下是一些常见的应用示例:
1. 磁力计:霍尔传感器可以测量磁场的强度,因此被广泛用于磁力计中,用来检测和测量物体的磁性。

2. 转速传感器:霍尔传感器也可以用于测量物体的转速。

通过将传感器安装在旋转物体附近,并将传感器上的电流引脚连接到适当的电路中,可以通过测量输出电势差的频率来计算旋转物体的转速。

3. 位置传感器:借助霍尔传感器,可以实现非接触式的位置检测。

例如,将传感器安装在机械设备上,用来检测设备的位置并实时监控运动状况。

4. 电流测量:霍尔传感器也可用作电流传感器。

通过将传感器
固定在电流导体附近,可以测量通过导体的电流,并将其转换为相应的电压信号。

总之,霍尔传感器是一种基于霍尔效应的传感器器件,其应用广泛,可以用于测量磁场的强度和方向,实现转速测量、位置检测和电流测量等功能。

霍尔传感器的原理与应用

霍尔传感器的原理与应用

霍尔传感器的原理与应用1. 霍尔传感器的原理霍尔传感器是一种基于霍尔效应原理工作的传感器,通过检测磁场的变化来实现信号输出。

霍尔效应是指当电流通过导体时,在垂直于电流方向上会形成一种电势差,这种电势差就是霍尔电势差,也称为霍尔效应。

霍尔传感器的主要原理如下:1.当电流通过霍尔元件时,垂直于电流方向的磁场会产生电势差。

2.电势差的大小与磁场的强度成正比,与电流的大小无关。

3.通过测量电势差的变化,可以得到磁场的强度信息。

2. 霍尔传感器的应用霍尔传感器由于其独特的原理和优良的性能,在各个领域都有广泛的应用。

以下列举了几个常见的应用领域:2.1 汽车行业•制动系统:霍尔传感器可以用来检测制动踏板的位置,实现制动灯的控制。

•转向系统:霍尔传感器可以用来检测方向盘的转动角度,实现转向信号的输出。

•电动机控制:霍尔传感器可以用来检测电动机的转速、转向等参数,实现精确的控制。

2.2 工业自动化•位置检测:霍尔传感器可以用来检测物体的位置,实现物体的定位和控制。

•流量测量:霍尔传感器可以用来测量流体的流量,实现精确的流量控制。

•速度检测:霍尔传感器可以用来检测物体的速度,实现物体的运动控制。

2.3 智能家居•门窗状态检测:霍尔传感器可以用来检测门窗的开关状态,实现安防监控和智能化控制。

•温度控制:霍尔传感器可以通过检测温度变化来实现温控系统的精确控制。

•环境监测:霍尔传感器可以用来检测环境的光照、湿度等信息,实现智能化的环境控制。

3. 霍尔传感器的优势与其他类型的传感器相比,霍尔传感器具有以下优势:•高可靠性:霍尔传感器不受环境干扰和电磁干扰,具有较高的稳定性和可靠性。

•高精度:霍尔传感器可以实现非接触式的测量,具有较高的精度和响应速度。

•小尺寸:霍尔传感器体积小,适合嵌入式应用和空间受限的场景。

•低功耗:霍尔传感器工作时只需要很小的电流,能有效降低功耗。

•长工作寿命:霍尔传感器没有机械部件,不易损坏,具有较长的工作寿命。

霍尔电压传感器原理

霍尔电压传感器原理

霍尔电压传感器原理霍尔电压传感器是一种基于霍尔效应的电压传感器,它能够将磁场的变化转换为电压信号输出。

在工业领域,霍尔电压传感器被广泛应用于电机控制、电力系统监测、汽车行驶控制等领域。

本文将详细介绍霍尔电压传感器的工作原理及其应用。

1. 霍尔效应的基本原理。

霍尔效应是指当导体中的电流在磁场中运动时,会在导体的两侧产生电压差。

这种现象是由美国物理学家爱德华·霍尔于1879年发现的,他发现当导体中的电流在垂直于磁场方向上运动时,导体的两侧会产生电势差,这就是霍尔效应。

2. 霍尔电压传感器的结构。

一般来说,霍尔电压传感器由霍尔元件、电源、信号处理电路和输出接口组成。

霍尔元件是传感器的核心部件,它通常由半导体材料制成,具有很高的灵敏度和稳定性。

电源用于为霍尔元件提供工作电压,信号处理电路用于放大和处理霍尔元件输出的微弱信号,输出接口用于将处理后的信号输出到外部设备。

3. 霍尔电压传感器的工作原理。

当有外部磁场作用于霍尔元件时,霍尔元件两侧会产生电势差,这个电势差与外部磁场的强度成正比。

信号处理电路会将这个微弱的电压信号放大,并转换为标准的模拟电压信号或数字信号输出。

通过测量输出的电压信号,就可以确定外部磁场的强度,从而实现对磁场的监测和测量。

4. 霍尔电压传感器的应用。

霍尔电压传感器在工业领域有着广泛的应用。

在电机控制系统中,霍尔电压传感器可以用于检测电机的转速和位置,从而实现精准的电机控制。

在电力系统监测中,霍尔电压传感器可以用于监测电流和电压的变化,实现对电力系统的实时监测。

在汽车行驶控制系统中,霍尔电压传感器可以用于检测车速和转向角度,实现对车辆行驶状态的监测和控制。

5. 结语。

霍尔电压传感器凭借其灵敏度高、稳定性好的特点,在工业领域得到了广泛的应用。

通过对霍尔效应的利用,霍尔电压传感器可以实现对磁场的精准测量,为工业生产和科学研究提供了重要的技术支持。

相信随着科学技术的不断发展,霍尔电压传感器将会在更多领域发挥重要作用。

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• RW调节控制电流的大小。 • RL为负载电阻,可以是放大器的内阻或指示
器内阻。
• 霍尔效应建立的时间极短(10-12~10-14S) ,I即可以是直流,也可以是交流。
• 若被测物理量是I、B或者IB乘积的函数, 通过测量霍尔电势UH就可知道被测量的大小 。
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要求,在差分放大器的输出端通常会加上射极开 路电路、集电极开路电路、或推挽式放大电路等 。
数字式输出霍尔传感器
在某些应用中,我们只需要高或低电平,或 者只需开或关的状态,这时,可以在传感 器的差分放大器输出端加上一级施密特触 发电路,如图5所示, 当磁场高于某个值时 ,霍尔传感器输出为高电平,而当磁场强 度下降到另一个值时,霍尔传感器输出变 为低电平。
对于模拟电压输出的霍尔传感压达到电源 电压的限制时,输出电压不在随正向磁场强度的 增大而增大,此时,电路达到饱和。同样,当反 向磁场强度越大时,输出的电压越低,当输出电 压达到电源地的限制时,输出电压不再随反向磁 场强度的增大而减小。
为了增加传感器接口的灵活性,满足更多应用的
• 于要求可靠、精确、经济的无刷直流电机换向应 用来说,下面列出的霍尼韦尔双极或双极锁存型 霍尔效应集成电路将会是一个极佳的选择:
• SS311PT/SS411P,SOT-23 (SS3) 表面贴装封 装或带引线的TO-92 扁平式 (SS4) 封装的低成本 双极霍尔效应数字位置传感器。
• SS30AT,SOT-23 (SS3) 表面贴装封装的增强型 双极霍尔效应数字位置传感器。
霍尔传感器在无刷直流电机中的应用
直流电机中转矩是通过永磁体磁场和绕组中的电 流相互作用产生的,在有刷电机中,换向器通过 切换电枢绕组实现电枢电流的换向与合适的磁场 。而无刷直流电机中,霍尔位置传感器探测转子 旋转磁场的位置,通过逻辑与驱动电路,给相应 的绕组激励。总的说来,绕组根据电机永磁体的 磁场作出反应,从而产生需要的转矩。如图1是一 种三相8极(四对磁极)无刷直流电机基本组成:
• SS361NT/SS361ST/SS461S,SOT-23 (SS3) 表 面贴装封装或带引线的TO-92 扁平式 (SS4) 封装 的高灵敏度双极锁存型霍尔效应数字位置传感器 。
• SS360PT/SS460P,SOT-23 (SS3) 表面贴装封 装或带引线的TO-92 扁平式 (SS4) 封装的高灵敏 度双极锁存型霍尔效应数字位置传感器。
霍尔传感器的选型,需根据安装要求(即转子磁
场方向)与霍尔传感器的感应方向,进行合理选 择。霍尼韦尔SS30、SS31x/SS41x 以及 SS36x/SS46x 系列霍尔效应传感器能够为无刷直 流电机提供所需的精确电机转轴位置数据。这些 系列产品包括双极型或双极锁存型霍尔传感器, 它们在整个温度范围内的正(南极)工作点和负 (北极)释放点几乎是磁性对称的,例如,若霍 尔传感器的工作点磁性强度为正90 高斯,那么它 的释放点大约为负90 高斯。
霍尔单元只是个基本的磁传感器,对多数应 用来说,还需要信号调理电路,将信号放 大,同时增加温度补偿,使输出信号可以 被其他电路或系统使用。同时如果供电电 源没有稳压,还需要相应的电源调整电路 。
如图3,这是一个基本的霍尔传感器,因为霍尔电压 是与磁场强度成比例,而磁场是有方向的,当磁
场方向变化时,其生成的霍尔电压的极性也发生
霍尔效应传感器基本组成及原理
霍尔效应传感器的工作原理及应用
霍尔效应传感器是基于霍尔效应:当一块导 电的平面与磁力线垂直地放置在磁场中, 将在平面上产生一个与电流方向和磁场方 向都垂直的电场。如图1,当电流流过一个 半导体平面(霍尔单元),与电流平行的 两个端面引出两条导线作为输出信号端, 此时,没有磁场施加在半导体平面,输出 端的电压为零。
霍尔效应传感器在汽车上的应用
随着电子技术的发展,汽车的电子化程度也越来 越高。良好汽车控制系统能改善车轮和地面之间 的附着状况,进而改善汽车的安全性、动力性和 舒适性。传感器是电子技术中的核心器件,是一 种进行信号变换的装置,它的作用是把被测的非 电量信号转变成为电量信号,是促进汽车技术全 面发展的关键器件。在汽车底盘电子控制系统中 ,控制工作是离不开传感器的。速度传感器在汽 车控制系统中起着主要作用。
霍尔元件基本结构
由霍尔片、引线和壳体组成, 如图所示。 霍尔片是一块矩形半导体单晶薄片,引出四个 引线。1、1′两根引线加激励电压或电流,称 为激励电极;2、2′引线为霍尔输出引线,称 为霍尔电极。 霍尔元件壳体由非导磁金属、 陶瓷或环氧树脂封装而成。 在电路中霍尔元 件可用两种符号表示。
基本电路
霍尔电压与电流I和磁场强度B的乘积成正比,对 于最常用的硅半导体材料,此比例系数是 7uV/Vs/Gauss,其中,Vs是生成电流I的电压。从 此系数可以看出,生成的霍尔电压是非常小的, 实际应用中,需要放大器对此信号进行放大。
硅半导体材料也有压电效应,当有机械变形时, 会引起其电阻值的变化,这样,当有应力引起硅 变形时,必将影响霍尔传感器的效果,实际应用 中,通常使用多个霍尔单元,来减小机械变形的 影响,如使用两个或四个霍尔单元,
• SS461C霍尔效应传感器应用:应用于速度 传感器用来检测汽车或者卡车曲轴的旋转 情况
• 客户要求较高的灵敏度,SS461C霍尔效应 传感器,可满足客户需求,SS461C霍尔效 应传感器数字式电流沉输出,可提供高输 出电流和高速响应能力
霍尔传感器应用于流量计
霍尔线性传感器可用于流量计制作,当通过 腔体的流速增加时,弹簧连着的翼推动一 个螺旋轴转动,从而提升磁钢引起传感器 的输出变化。 当流速减少时, 卷弹簧引起 组件下降,减少了传感器的输出。磁钢及 螺杆组件用来提供流速测量的线性测量。
变化。所以图中用的是双电源的差分放大器,它
需要正负两组电源,使设计复杂,为简化设计,
通常给差分放大器加上一定的偏置,从而只需要 单电源供电。 当磁场为0时,差分放大器输出一定 的基准电压,当感应到正向磁场时,放大器输出
的电压高于基准电压,当感应到反向磁场时,放 大器输出的电压低于基准电压,如图4是一个简单 的模拟电压输出的霍尔传感器。
霍尔集成电路的外形结构与霍尔元件完全不同,
其引出线形式由电路功能决定,根据内部测量电
路和霍尔元件工作条件的不同,分为线性和开关
型两种。
1、线性型 性型集成电路是将霍尔元件和恒流源、线性差动 放大器等做在一个芯片上,输出电压为伏级,比 直接使用霍尔元件方便得多。线性霍尔集成电路 的特点是输出电压与外加磁感应强度B呈线性关 系,较典型的线性型霍尔器件如UGN3501等。
开关型霍尔集成电路是将霍尔元件、稳压电 路、放大器、施密特触发器、OC门(集电 极开路输出门)等电路做在同一个芯片上 。
Vcc
稳 压
H
差动 施密特 输 放大 触发器 出 输出1

恒流
输出2

霍尔传感器的潜在应用:速度和转数(RPM )感应、电机/风扇控制、磁性编码、磁盘 速度、磁带、流速感应、传送带、点火装 置、运动控制/检测、功率/位置检测、磁码 阅读、振动感应、以及重量感应和位置感 应等。
所设计的基于霍尔元件的脉冲发生器要求成本低 ,构造简单,性能好。在机车电气系统中存在着 较为恶劣的电磁环境,因此要求产品本身要具有 较强的抗干扰能力。
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霍尔效应传感器因其非接触测量、没有运动 部件、使用温度范围宽、响应速度快等特 点,应用越来越广泛,如用于感应电流的 变化,则是电流传感器,用于感应磁场的 变化,则可以做成位置传感器、接近开关 、速度传感器、磁传感器等。
霍尔传感器在机车测速中的应用
测速装置在机车控制系统中占有非常重要的地位,对侧速 装置的要求是分辨能力强、高精度和尽可能短的检测时间 。介绍了应用霍尔传感器通过测量磁场强度,来得到稳定 的脉冲方波信号,实现机车转速的测量。 霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的一种传感器, 它具有灵敏度高,线性度好,稳定性高、体积小和耐高温 等特点,在机车控制系统中占有非常重要的地位。对测速 装置的要求是分辨能力强、高精度和尽可能短的检测时间 。发电机转速的检测方案可分成两类:用测速发电机检测 或用脉冲发生器检测。
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测速发电机的工作原理是将转速转变为电压信号 ,它运行可靠,但体积大,精度低,且由于测量 值是模拟量,必须经过A/D转换后读入计算机。 脉冲发生器的工作原理是按发电机转速高低,每 转发出相应数目的脉冲信号。按要求选择或设计 脉冲发生器,能够实现高性能检测。
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如果与半导体平面垂直的方向加一个磁场 ,如图2,此时,有劳伦茨力施加在电流上 ,使电流分布变形,同时在输出端形成了 电位差。这个电位差就称为霍尔电压,它 的大小与流过的电流I及穿过的磁场强度成 正比。
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