云汉芯城ICkey|霍尔传感器的优点及用途


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 。
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 。
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 , 如下图所示:

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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) 。
【云汉芯城ICkey|霍尔传感器的优点及用途】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 。

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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 。


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