了解霍尔效应传感器

霍尔效应以 Edwin Hall 的名字命名，他在 1879 年发现，当磁场以垂直于板平面的方向通过载流导电板时，板上会产生电压电位。上图所示的洛伦兹力是支撑霍尔效应的基本物理原理。当电子沿垂直于外加磁场 B 的方向运动时，它会受到一种称为洛伦兹力的力，该力既垂直于外加磁场，也垂直于电流。

霍尔效应传感器（或简称霍尔传感器）是一种使用霍尔效应来检测磁场的存在和幅度的传感器。霍尔传感器的输出电压与场强成正比。在本文中，您将了解霍尔效应传感器的定义、应用、示意图、工作原理、优缺点。

什么是霍尔效应传感器？

磁传感器是霍尔效应传感器的一种形式。霍尔效应传感器是一种通过改变其输出电压来响应磁场变化的传感器。它是一种电子设备，可检测霍尔效应并将其发现转换为电子数据，然后可用于打开和关闭电路、测量波动的磁场、由集成计算机处理或显示在界面上.

当磁铁垂直于载流导体放置时，导体中的电子被推向一侧，从而产生电荷电位差（即电压）。因此，导体附近磁场的存在和幅度可以通过霍尔效应来表示。

霍尔效应传感器的应用

以下是霍尔效应传感器的常见应用：

• 霍尔传感器用于接近感应、位置、速度检测和电流感应等应用。
• 霍尔传感器通常用于为车轮和轴的速度计时，例如用于转速计或为内燃机的点火计时。
• 它们用于检测无刷直流电动机中永磁体的位置。
• 检测移动元件代替机械限位开关是一种常见应用。旋转或平移运动的索引是另一种常见用途。

霍尔效应传感器示意图：

工作原理

在霍尔效应传感器的工作中，薄的矩形 p 型半导体材料，如砷化镓 (GaAs)、锑化铟 (InSb) 或砷化铟 (InAs)，使连续电流通过自身，形成霍尔效应传感器。当器件置于磁场中时，磁通量线对半导体材料施加力，将电荷载流子、电子和空穴偏转到半导体板的任一侧。电荷载流子在穿过半导体材料时遇到的磁力会导致它们移动。

当电子和空穴向侧面迁移时，电荷载流子的积累会在半导体材料的两侧产生电位差。与半导体材料成直角的外部磁场的存在会影响电子通过它的通道，这种影响在扁平矩形材料中更高。霍尔效应是利用磁场产生可量化电压的结果。

磁通线必须与电流垂直 (90o) 并且极性正确，通常为南极，以在设备上产生电位差。霍尔效应揭示了磁极的类型以及磁场的大小。例如，南极会使设备产生电压输出，而北极则没有影响。当不存在磁场时，霍尔效应传感器和开关应处于“关闭”（开路状态）。当暴露在适当强度和极性的磁场中时，它们会变为“ON”（闭路状态）。

观看下面的视频，了解有关霍尔效应传感器的更多信息：

霍尔效应传感器的优缺点

优点：

以下是霍尔效应传感器在其各种应用中的优势：

• 与电磁开关相比，它相当便宜。
• 高频操作是可行的。
• 它可用于多种用途，包括位移、位置和接近传感器。
• 它坚固耐用，可以承受恶劣的条件。
• 由于它们能够抵抗湿气污染，因此非常适合各种应用。
• 接触弹跳没有问题。

缺点：

霍尔效应传感器的唯一缺点是由于霍尔元件中的接触未对准和压阻效应，传感器变得脆弱。

结论

霍尔效应传感器（或简称霍尔传感器）是一种使用霍尔效应来检测磁场的存在和幅度的传感器。霍尔传感器的输出电压与场强成正比。这就是本文的全部内容，其中讨论了霍尔效应传感器的定义、应用、图表、工作、优缺点。

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