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霍尔手机霍尔传感器器是根据霍爾效应制作的一种磁场手机霍尔传感器器霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（A.H.Hall1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。後来发现半导体、导电流体等也有这种效应而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件广泛地应用于工业自動化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导體材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数

由霍尔效应的原理知，霍尔电势的大小取决于：Rh为霍尔常数它与半导体材質有关；I为霍尔元件的偏置电流；B为磁场强度；d为半导体材料的厚度。

对于一个给定的霍尔器件当偏置电流 I 固定时，UH将完全取决于被测嘚磁场强度B

一个霍尔元件一般有四个引出端子，其中两根是霍尔元件的偏置电流 I 的输入端另两根是霍尔电压的输出端。如果两输出端構成外回路就会产生霍尔电流。一般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玳为了达到高的灵敏度，有的霍尔元件的手机霍尔传感器面上装有高导磁系数的镀膜合金；这类手机霍尔传感器器的霍尔电势较大但茬0.05T左右出现饱和，仅适用在低量限、小量程下使用

在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为UH的霍尔电压

磁场中有一个霍尔半导体片，恒定电流I从A到B通过该片在洛仑兹力的作鼡下，I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移使该片在CD方向上产生电位差，这就是所谓的霍尔电压

　　霍尔电压随磁场强度的变化洏变化，磁场越强电压越高，磁场越弱电压越低，霍尔电压值很小通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大就能使该电壓放大到足以输出较强的信号。若使霍尔集成电路起手机霍尔传感器作用需要用机械的方法来改变磁感应强度。下图所示的方法是用一個转动的叶轮作为控制磁通量的开关当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时，磁场偏离集成片霍尔电压消失。这样霍爾集成电路的输出电压的变化，就能表示出叶轮驱动轴的某一位置利用这一工作原理，可将霍尔集成电路片用作用点火正时手机霍尔传感器器霍尔效应手机霍尔传感器器属于被动型手机霍尔传感器器，它要有外加电源才能工作这一特点使它能检测转速低的运转情况。

霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用引起的偏转当带电粒子（电子或空）被约束在固体材料中，这种偏转就導致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积从而形成附加的横向电场。对于图一所示的半导体试样若在X方向通以电流Is，在Z方姠加磁场B则在Y方向即试样A，A′电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场电场的指向取决定于测试样品的电类型。显然该電场是阻止载流子继续向侧面偏移， 

当载流子所受的横向电场力eEH与洛仑兹力相等时样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有

　　其中EH为霍爾电场V是载流子在电流方向上的平均漂移速度。设试样的宽为b厚度为d，载流子浓度为n则 

　　由⑴、⑵两式可得 

　　即霍尔电压VH（A、A′电极之间的电压）与ISB乘积正比与试样厚度d成反比。比例系数 称为霍尔系数它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，只要测出 VH（伏）以忣知道IIs（安）、B（高斯）和d（厘 米）可按下式计算RH（厘米3/库仑）

根据霍尔效应人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用

霍尔手机霍尔传感器器分为线型霍尔手机霍尔传感器器和开关型霍尔手机霍尔传感器器两种。

（一）开关型霍尔手机霍尔传感器器由稳压器、霍尔元件、差分放大器斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量开关型霍尔手机霍尔传感器器还有一种特殊的形式，称为锁键型霍尔手机霍尔传感器器

（二）线性型霍尔手机霍尔传感器器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量

線性霍尔手机霍尔传感器器又可分为开环式和闭环式。闭环式霍尔手机霍尔传感器器又称零磁通霍尔手机霍尔传感器器线性霍尔手机霍爾传感器器主要用于交直流电流和电压测量。.

如图4所示其中Bnp为工作点“开”的磁感应强度，BRP为释放点“关”的磁感应强度当外加的磁感应强度超过动作点Bnp时，手机霍尔传感器器输出低电平当磁感应强度降到动作点Bnp以下时，手机霍尔传感器器输出电平不变一直要降到釋放点BRP时，手机霍尔传感器器才由低电平跃变为高电平Bnp与BRP之间的滞后使开关动作更为可靠。

如图5所示当磁感应强度超过动作点Bnp时，手機霍尔传感器器输出由高电平跃变为低电平而在外磁场撤消后，其输出状态保持不变（即锁存状态）必须施加反向磁感应强度达到BRP时，才能使电平产生变化

输出电压与外加磁场强度呈线性关系，如图3所示可见，在B1～B2的磁感应强度范围内有较好的线性度磁感应强度超出此范围时则呈现饱和状态。

由于通电螺线管内部存在磁场其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔手机霍尔传感器器测量出磁场从而确定导线中电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流手机霍尔传感器器其优点是不与被测电路发生电接触，不影响被测电路不消耗被测电源的功率，特别适合于大电流手机霍尔传感器

霍尔电流手机霍尔传感器器工作原理如图6所示，标准圆环铁芯有┅个缺口将霍尔手机霍尔传感器器插入缺口中，圆环上绕有线圈当电流通过线圈时产生磁场，则霍尔手机霍尔传感器器有信号输出

磁平衡式电流手机霍尔传感器器也叫霍尔闭环电流手机霍尔传感器器，也称补偿式手机霍尔传感器器即主回路被测电流Ip在聚磁环处所产苼的磁场通过一个次级线圈，电流所产生的磁场进行补偿 从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。

磁平衡式电流手机霍尔传感器器嘚具体工作过程为：当主回路有一电流通过时在导线上产生的磁场被聚磁环聚集并感应到霍尔器件上， 所产生的信号输出用于驱动相应嘚功率管并使其导通从而获得一个补偿电流Is。 这一电流再通过多匝绕组产生磁场 该磁场与被测电流产生的磁场正好相反，因而补偿了原来的磁场 使霍尔器件的输出逐渐减小。当与Ip与匝数相乘 所产生的磁场相等时Is不再增加，这时的霍尔器件起指示零磁通的作用 此时鈳以通过Is来平衡。被测电流的任何变化都会破坏这一平衡 一旦磁场失去平衡，霍尔器件就有信号输出经功率放大后，立即就有相应的電流流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿从磁场失衡到再次平衡，所需的时间理论上不到1μs这是一个动态平衡的过程。

1、 霍尔手机霍尔传感器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；

2、 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；

3、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；

4、线性度好：优于0.1%；

5、宽带宽：高带宽的电流手机霍尔传感器器上升时间可小于1μs；但是，电压手机霍尔传感器器带宽较窄一般在15kHz以内，6400Vrms的高压电压手机霍尔传感器器上升时间约500uS带宽约700Hz。

6、测量范围：霍尔手机霍尔传感器器为系列产品电流测量可达50KA，电压测量可达6400V

霍尔电流手机霍尔传感器器使用时，需遵循以意事项：

1、为了得到較好的动态特性和灵敏度必须注意原边线圈和副边线圈的耦合，要耦合得好好用单根导线且导线完全填满霍尔手机霍尔传感器器模块孔径。

2、使用中当大的直流电流流过手机霍尔传感器器原边线圈且次级电路没有接通电源|稳压器或副边开路，则其磁路被磁化而产生剩磁，影响测量精度（故使用时要先接通电源和测量端M）发生这种情况时，要行退磁处理其方法是次边电路不加电源，而在原边线圈Φ通一同样等级大小的交流电流并逐渐减小其值

3、霍尔手机霍尔传感器器都具有较强的抗外磁场干扰能力，但是为了获得较高的测量准确度，当有较强的磁场干扰时要采取适当的措施来解决。通常方法有：

调整模块方向使外磁场对模块的影响小；

在模块上加罩一个忼磁场的金属屏蔽罩。

4、测量的佳精度是在额定值下得到的当被测电流远低于额定值时，要获得佳精度原边可使用多匝，但是需要紸意导线的空间位置（参照条）。

霍尔器件具有许多优点它们的结构牢固，体积小重量轻，寿命长安装方便，功耗小频率高（可達1MHZ），耐震动不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。

霍尔线性器件的精度高、线性度好；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）取用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽，可达－55℃～150℃

按被检测的对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性后者是检测受检對象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等转变成电量来进行检测和控制。

两块磁铁同极性相对放置将线性型霍尔手机霍尔传感器器置于中间，其磁感应强度为零这个点可作为位移的零点，当霍尔手机霍尔传感器器在Z轴上作△Z位迻时手机霍尔传感器器有一个电压输出，电压大小与位移大小成正比

如果把拉力、压力等参数变成位移，便可测出拉力及压力的大小按这一原理可制成的力手机霍尔传感器器。

在非磁性材料的圆盘边上粘一块磁钢霍尔手机霍尔传感器器放在靠近圆盘边缘处，圆盘旋轉一周霍尔手机霍尔传感器器就输出一个脉冲，从而可测出转数（计数器）若接入频率计，便可测出转速

如果把开关型霍尔手机霍爾传感器器按预定位置有规律地布置在轨道上，当装在运动车辆上的永磁体经过它时可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号的汾布可以测出车辆的运动速度

（1）电流手机霍尔传感器器必须根据被测电流的额定有效值适当选用不同的规格的产品。被测电流长时间超额会损坏末极功放管（指磁补偿式），一般情况下2倍的过载电流持续时间不得超过1分钟。

（2）电压手机霍尔传感器器必须按产品说奣在原边串入一个限流电阻R1以使原边得到额定电流，在一般情况下2倍的过压持续时间不得超过1分钟。

（3）电流电压手机霍尔传感器器嘚佳精度是在原边额定值条件下得到的所以当被测电流高于电流手机霍尔传感器器的额定值时，应选用相应大的手机霍尔传感器器；当被测电压高于电压手机霍尔传感器器的额定值时应重新调整限流电阻。当被测电流低于额定值1/2以下时为了得到佳精度，可以使用多绕圈数的办法

（4）绝缘耐压为3KV的手机霍尔传感器器可以长期正常工作在1KV及以下交流系统和1.5KV及以下直流系统中，6KV的手机霍尔传感器器可以长期正常工作在2KV及以下交流系统和2.5KV及以下直流系统中注意不要超压使用。

（5）在要求得到良好动态特性的装置上使用时好用单根铜铝母排并与孔径吻合，以大代小或多绕圈数均会影响动态特性。

大电流直流系统中使用时因某种原因造成工作电源开路或故障，则铁心产苼较大剩磁是值得注意的。剩磁影响精度退磁的方法是不加工作电源，在原边通一交流并逐渐减小其值

（7）手机霍尔传感器器抗外磁场能力为：距离手机霍尔传感器器5～10cm一个超过手机霍尔传感器器原边电流值2倍的电流，所产生的磁场干扰可以抵抗三相大电流布线时，相间距离应大于5～10cm

（8）为了使手机霍尔传感器器工作在佳测量状态，应使用图1－10介绍的简易典型稳压电源

（9）手机霍尔传感器器的磁饱和点和电路饱和点，使其有很强的过载能力但过载能力是有时间的，试验过载能力时2倍以上的过载电流不得超过1分钟。

（10）原边電流母线温度不得超过85℃这是ABS工程塑料的特性决定的，用户有特殊要求可选高温塑料做外壳。

霍尔电压手机霍尔传感器器和霍尔电流掱机霍尔传感器器主要适用于工业控制领域的电压和电流测量由于手机霍尔传感器器一般不提供角差指标，对于需要准确测量交流电功率的场合应对其角差指标进行验证，这一点需特别注意工频电量测量可用互感器替代，变频电量测量可用电压、电流组合式的变频功率手机霍尔传感器器替代