霍尔传感器是什么？霍尔传感器的工作原理

有关霍尔传感器的工作原理，霍尔传感器是基于霍尔效应的一种磁敏传感器，作为霍尔传感器中的磁电转换元件，可以进行电磁测量，如测量磁场、电流、电功率等磁物理量和电量。

一、霍尔传感器是什么

霍尔传感器是基于霍尔效应的一种磁敏传感器。

将通有电流的物体放在磁场中，如果电流方向与磁场方向互相垂直，则在与磁场和电流方向都垂直的方向上会产生横向电势差，这个现象称为霍尔效应，产生的电势差称为霍尔电压。

采用产生霍尔效应显著的半导体材料制成霍尔器件，作为霍尔传感器中的磁电转换元件，可以进行电磁测量，如测量磁场、电流、电功率等磁物理量和电量。

霍尔传感器还可以利用磁场作为媒介，对很多物理量实现非接触式测量，通过转换测量力、位移、振动、加速度、转速、流量等非电量，广泛应用于工业、交通、通信、自动控制、家用电器等各个领域。

二、霍尔传感器的工作原理

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

（一）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 。

其中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、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。

（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