霍尔传感器的优点及用途

时间:2023-03-07作者:佚名
  霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。那么霍尔传感器的工作原理是什么?这种传感器都有哪些优点?主要参数有哪些?本文将一一解答。
  (霍尔效应的本质是:固体材料中的载流子在外加磁场中运动时,因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移,并在材料两侧产生电荷积累,形成垂直于电流方向的电场,最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡,从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。)
  通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。
  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。
  霍尔传感器的优点及用途
  许多人都知道,轿车的自动化程度越高,微电子电路越多,就越怕电磁干扰。而在汽车上有许多灯具和电器件,尤其是功率较大的前照灯、空调电机和雨刮器电机在开关时会产生浪涌电流,使机械式开关触点产生电弧,产生较大的电磁干扰信号。
  采用功率霍尔开关电路可以减小这些现象。霍尔器件通过检测磁场变化,转变为电信号输出,可用于监视和测量汽车各部件运行参数的变化。
  例如位置、位移、角度、角速度、转速等等,并可将这些变量进行二次变换;可测量压力、质量、液位、流速、流量等。霍尔器件输出量直接与电控单元接口,可实现自动检测。
  目前的霍尔器件都可承受一定的振动,可在零下40℃到零上150℃范围内工作,全部密封不受水油污染,完全能够适应汽车的恶劣工作环境。
  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
  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;
  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;霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高(可达μm级)。
  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。
  测量范围广泛:电流测量可达50KA,电压测量可达6400V。
  结构牢固,体积小,重量轻,寿命长,安装方便,功耗小,频率高(可达1MHZ),耐震动,不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。
  上图即是一种典型的霍尔传感器实现定位应用---一个轮上的两个磁铁经过霍尔效应传感器。图示中的轮子,带有两个等距的磁铁,传感器上的电压在一个周期内将两次达到峰值。
  通常被用于计量车轮和轴的速度,例如在内燃机点火定时(正时)或转速表上。其在无刷直流电动机的使用,用来检测永磁铁的位置。
  霍尔传感器广泛应用在变频调速装置、逆变装置、ups电源、通信 电源、电焊机、电力机车、变电站、数控机床、电解电镀、微机监测、电网监测等需要隔离检测电流的设施中以及新兴的太阳能、风能和地铁轨道信号、汽车电子等领域。
  霍尔传感器的主要特性参数
  前面介绍过了霍尔传感器是一种根据霍尔效应制作的磁场传感器,它的主要特性参数有以下几类。
  (1)输入电阻R
  霍尔传感器元件两激励电流端的直流电阻称为输入电阻。它的数值从几欧到儿百欧,视不同型号的元件而定。
  温度升高,输入电阻变小,从而使输入电流变大,最终引起霍尔传感器电势变化。为了减少这种影响,最好采用恒流源作为激励源。
  (2)输出电阻R
  两个霍尔传感器电势输出端之间的电阻称为输出电阻,它的数位与输入电阻同一数量级。它也随温度改变顺改变。选择适当的负载电阻易与之匹配,可以使由温度引起的程水电势的漂移减至最小。
  (3)最大激励电流I---霍尔传感器参数
  由于霍尔传感器电势随激励电流的增大而增大,故在应用中总希望选用较大的激励电流1M但激励电流增大,程尔元件的功耗增大,元件的温皮升高,从而引起霍尔传感器屯势的温漂增大,因此每种型号的几件均规定了相应的最大激励电流,它的数值从几毫安至几百毫安。
  (4)灵敏度K
  灵敏度KH=EH/IB,它的数值约为10MV(MA.T)左右。
  (5)最大磁感应强度BM---霍尔传感器参数
  磁感应强度超过BM时,霍尔传感器电势的非线性误差将明显增大,特斯捡(T)成几千高斯(Gs)(1Gs=104T)。
  (6)个等位电势
  在额定激励电流F,当外加磁场为零时它是由于4个屯极的几何尺寸不对称引起的误差。
  (7)霍尔传感器屯势温度系数
  6M的数值一般为零点刀霍尔传感器输出端之间的开路电压称为不等位电势,使用时多采用电桥法来补偿不等位电势引起日在一定磁感应强度和激励电流的作用下,温度每变化1摄氏度时,霍尔传感器电势变化的百分数弱为霍尔传感器电势温度系数,它与霍尔传感器元件的材料有关。

相关阅读

低成本小家电智能风扇设计方案

分享一型已量产的风扇设计方案。 I下面分功能模块来讲解下: 电源部分 该电源部分采用小家电常用的阻容降压电路,阻容降压的特点是成本低,缺点为电源不隔离,不安全,且提供的...
2023-08-01
低成本小家电智能风扇设计方案

浅谈住宅水电安装工程的标准化示范,从六个方面做好水电施工!

水电安装是住宅项目的重要部分,机电安装工程怎么做才算是规范化标准化?我们从以下六个方面,分享某地产集团在施工质量上的把控要求,图文解读清晰明了,让我们一起来看看吧...
2023-06-11

跳闸别乱合闸!老电工详解各类跳闸逻辑

居家与工装配电系统里,跳闸是电路发出的安全预警信号,绝非单纯的供电中断。很多从业者遇到空开、漏保跳闸时,只会盲目合闸试电,既埋下线路起火、触电伤人的隐患,也难以精准...
2026-07-22
跳闸别乱合闸!老电工详解各类跳闸逻辑

电工必学:多地控制电路,原理+接线一次讲透!

在工业现场,大型设备、流水线、行车的控制,常常需要在多个位置启停设备,比如机床的床头、床尾、操作台都要能控制电机。这时候,多地控制电路就是电工必须掌握的“神技能&r...
2026-05-25
电工必学:多地控制电路,原理+接线一次讲透!

磁控管如何产生微波?

微波炉由于能够方便又快速地加热食物,广受群众喜爱。而微波炉之所以叫 “微波”,是因为它加热食物的方式是靠辐射微波来实现的,其中辐射微波的核心元件就是磁控管。 ( 更多...
2024-03-18
磁控管如何产生微波?

热销商品

广东珠江电线电缆阻燃国标定制BYJBV BVR YJV YJY RVV RVS RV KVV

广东珠江电线电缆,专注于阻燃国标定制,产品涵盖BYJBVBVRYJVYJYRVVRVSRVKVV等多种规格。我们采用先进生产技术,严格遵循国家标准,确保产品质量可靠、性能稳定。产品适...
¥ 1

可换头防静电塑胶镊子ESD-7A/242/249/259防划伤夹IC硅晶片陶瓷头

ESD-7A/242/249/259是一款专为半导体行业设计的防静电塑胶镊子,有效防止静电对敏感电子元件的损害。其独特之处在于可更换的镊子头,包括专为夹持IC硅晶片和陶瓷元件...
¥ 2

公牛官方旗舰店开关插座空调16A插座五孔10A面板暗装多孔G12白灰

公牛官方旗舰店提供一系列高质量的开关插座和空调配件。这款16A插座五孔面板采用暗装设计,适用于多种安装环境,如墙面、天花板等。它具有10A的电流容量,可以满足家庭...
¥ 5.55

86型开关超薄自粘贴式防水罩浴霸开关家用防水盒浴室插座防溅盒子

86型开关超薄自粘贴式防水罩浴霸开关,是一种专为家用浴室设计的创新产品。其采用超薄设计,无需复杂布线,自粘贴式安装方式简洁高效,有效节省空间。防水罩有效阻挡水汽...
¥ 3.9

L型套筒扳手铣口烟斗双头弯头7字穿孔机修六角汽修轮胎工具6-19mm

L型套筒扳手是一款常用于工业领域的多功能工具,具备双头设计,可高效完成铣口、烟斗等多种工件孔位加工,适用六角汽修、轮胎等场景。其套筒尺寸为6-19mm,精准适配各类...
¥ 3.5

网站栏目