霍尔磁敏传感器的原理及应用

由霍尔效应的原理知，霍尔电势的巨细取决于：式中，Rh为霍尔常数，它与半导体材质有关；IC为霍尔元件的偏置电流；B为磁场强度；d为半导体质料的厚度。关于一个给定的霍尔器件，Vh将完全取决于被测的磁场强度B。

一个霍尔元件一样平常有四个引出端子，其中两根是霍尔元件的偏置电流IC的输入端，另两根是霍尔电压的输出端。若是两输出端组成外回路，就会爆发霍尔电流。一样平常地说，偏置电流的设定通常由外部的基准电压源给出；若精度要求高，则基准电压源均用恒流源取代。为了抵达高的迅速度，有的霍尔元件的传感面上装有高导磁系数的坡莫合金；这类传感器的霍尔电势较大，但在0.05T左右泛起饱和，仅适用在低量限、小量程下使用。

近年来，由于半导体手艺的飞速生长，泛起了种种类型的新型集成霍尔元件。这类元件可以分为两大类，一类是线性元件，另一类是开关类元件。

线性霍尔元件的原理及应用

UGN350lT是一种现在较常用的三端型线性霍尔元件。它由稳压器、霍尔爆发器和放大器组成。用UGN350lT可以十分利便地组成一台高斯计。其使用十分简朴，先使B=0，记下表的示值VOH，再将探头端面贴在被测工具上，记下新的示值VOH1。

ΔVOH=VOH1-VOH

若是ΔVOH＞0，说明探头端面测得的是N极；反之为S极。UGN3501T的迅速度为7V／T，由此即可测出响应的被测磁感应强度B。

若是接纳数字电压表(DVM)，可得图1所示的线性高斯计。运放接纳高精度运放CA3130。该电路的详细调零方法为：开启电源后，令B=0，调理 W1使DVM的示值为零，然后用一块标准的钕铝硼磁钢(B=0.1T)贴在探头端面上，调理W2使DVM的示值为1V即可。本高斯计检测时示值若是为 -200mV，则探头端面检测的是S极，磁场强度为0．02T。本高斯计也可用来丈量交变的磁场，不过DVM应改为交流电压表。显然使用图1的电路可以很利便地扩展通俗数字万用表的功效。

霍尔磁敏传感器的原理及应用

用UGN3501T还可以十分利便地组成如图2所示的钳形电流表。将霍尔元件置于钳形冷轧硅钢片的逍遥中，当有电流流过导线时，就会在钳形圆环中产生磁场，其巨细正比于流过导线电流的安匝数；这个磁场作用于霍尔元件，感应出响应的霍尔电势，其迅速度为7V／T，经由运放μA741调零，线性放大后送入DVM，组成数字式钳形电流表。该表的调试也十分简朴：导线中的电流为零时，调理W1、W2使DVM的示值为零。然后输入50A的电流，调W3使DVM 读数为5V；反向输入-50A电流，数字体现值为-5V。重复调理W1、W2、W3，读数即可切合要求。本钳形电流表经实验，其迅速度不小于 0.1V／A，同样，本电流表也可用于交流电流的丈量，将DVM换成交流电压表即可，十分利便。

霍尔磁敏传感器的原理及应用

开关型霍尔传感器的原理及应用

开关型霍尔传感器可分为单稳态和双稳态，内部均有5个部分，即由稳压源、霍尔电势爆发器、差分放大器、施密特触发器以及输出级组成。双稳态传感用具有两组对称的施密特整形电路。图3是单稳态开关集成霍尔元件UGN3020的功效图及输出特征。关于开关型传感器的正值划定是：用磁铁的S极靠近传感器的端面所形成的B值为正值。由图3看出，当B=0时，V0为高电平；当外磁场增至BOP时，输出V0由高电平转为低电平。外磁场由BOP降至BrP时，输出 V0由低电昭雪向，BrP被称为释放点。关于UGN3020，BOP=0.022T，BRP=0.0165T，VOL=80～150mV，VOH=4V，事情电压为4.5V～24V。

霍尔磁敏传感器的原理及应用

UGN3020可组成转速计探头。该探头由霍尔元件UGN3020和磁钢组成丈量电路。将具有10个齿的圆盘牢靠于被测工具的旋转主轴上。当圆盘齿经由丈量磁路的间隙时，霍尔元件输出高电平，其他时间输出为低电平；这样圆盘每转一周，电路输出10个脉冲，脉冲经太过频后，用频率计即可测出被测工具的现实转速。

霍尔磁敏传感器的原理及应用

用集成霍尔传感器还可以组成过流检测�；さ缏�，该电路如图4所示。UGN3020牢靠于环形互感磁钢的逍遥中，调解传感面的位置，即可调理其行动的起始磁场，图中的继电器如用内含双向晶闸管的固态继电器取代，可以组成无触点的过流�；さ缏�。

开关型霍尔元件最具特点的应用是在无刷电机上。通常的直流电机接纳电刷型整流子供电，这种供电机构事情时噪声大，电机的寿命由于换相器的严重磨损大大减小。使用霍尔元件取代整流子不但可以根治有刷电机的上述误差，并且可以对电机直接调速。如日本胜利公司的HR7200型录像机中，接纳两个霍尔元件和旋转磁钢组成电机本体，使用霍尔元件IC1、IC2去开关驱动晶闸管，从而控制流过电机绕组的电流偏向来完成换向；调速则通过伺服系统控制订子中的电流来完成。由于接纳电子换向，该电机运转十分平稳，险些无滋扰。

霍尔磁敏传感器

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线性霍尔元件的原理及应用

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