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霍尔效应与霍尔传感器工作原理详解

本教程讲解什么是霍尔效应及霍尔传感器如何工作。可观看视频或阅读下文。

概述

霍尔效应是测量磁场最常用方法,霍尔传感器应用极广:车辆轮速、曲轴/凸轮轴位置传感器、开关、MEMS指南针、接近传感器等。我们将逐一解析,先从原理入手。

什么是霍尔效应?

实验:薄导电板通电,载流子沿直线流动。若垂直施加磁场,洛伦兹力使电子偏向一侧、空穴偏向另一侧,板两侧产生可测电压——这就是霍尔效应,由埃德温·霍尔于1879年发现。

霍尔效应与霍尔传感器工作原理详解
霍尔效应与霍尔传感器工作原理详解

霍尔传感器

基本霍尔元件输出仅几微伏/高斯,因此通常集成高增益放大器。

霍尔效应与霍尔传感器工作原理详解

分两类输出:

模拟输出型

由稳压器、霍尔元件、放大器组成,输出电压与磁场强度成线性比例,适合连续位置/接近测量。

霍尔效应与霍尔传感器工作原理详解

数字输出型

仅输出高/低两态,内部含施密特触发器提供滞回比较阈值。典型应用:3D打印机/CNC限位开关、工业自动化检测定位。

霍尔效应与霍尔传感器工作原理详解

齿轮测速/位置传感器

霍尔元件+永磁体靠近齿盘,齿通过改变磁场使输出翻转,形成方波信号,可计算转速/RPM及曲轴凸轮轴位置。

霍尔效应与霍尔传感器工作原理详解

以上即为霍尔效应及传感器核心原理与应用。

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