什么是霍尔传感器,它有何⽤途?
霍尔传感器是⼀种检测磁场的传感器,可以⽤来检测磁场的存在和变化,⼴泛⽤在测量、⾃动化控制、交通运输和⽇常⽣活等领域。
⼀、霍尔传感器的实物外形
霍尔传感器的实物外形如下图所⽰。
⼆、霍尔传感器的结构与⼯作原理
1、霍尔效应
当⼀个通电导体置于磁场中时,在该导体两侧⾯会产⽣电压,该现象称为霍尔效应。以下图所⽰为霍尔传感器的⼯作原理。先给导体通图⽰⽅向(z轴⽅向)的电流I,然后在与电流垂直的⽅向(y轴⽅向)施加磁场B,那么会在导体两侧(x轴⽅向)产⽣电压UH, UH称为霍尔电压。
它由( )构成2、霍尔元件与霍尔传感器
⾦属导体具有霍尔效应,但其灵敏度低,产⽣的霍尔电压很低,不适合作霍尔元件。霍尔元件⼀般由半导
体材料(锑化铟最为常见)制成,其结构如下图所⽰,它由衬底、⼗字形半导体材料、电极引线和磁性体顶端等构成。⼗字形锑化铟材料的4个端部的引线中,①、②为电流引脚,③、④为电压引脚,磁性体顶端的作⽤是聚集磁场磁感线来提⾼元件的灵敏度。
由于霍尔元件产⽣的电压很⼩,故通常将霍尔元件与放⼤电路、温度补偿电路及稳压电源等集成在⼀个芯⽚上,称之为霍尔传感器。
三、霍尔传感器的种类
霍尔传感器可分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。
1.线性型霍尔传感器
线性型霍尔传感器主要由霍尔元件、线性放⼤器和射极跟随器组成,其组成如下图所⽰。当施加给线性型霍尔传感器的磁场逐渐增强时,其输出的电压会逐渐增⼤,即输出信号为模拟量。
2.开关型霍尔传感器
开关型霍尔传感器主要由霍尔元件、放⼤器、施密特触发器(整形电路)和输出级组成,其组成和特性曲线如下图所⽰。当施加给开关型霍尔传感器的磁场增强时,只要磁感应强度⼩于BOP,其输出电压Uo
就为⾼电平,当磁感应强度⼤于BOP时输出由⾼电平变为低电平;当磁场减弱时,磁感应强度需要减⼩到BRP,输出电压Uo才能由低电平转为⾼电平,也就是说,开关型霍尔传感器由⾼电平转为低电平和由低电平转为⾼电平所要求的磁感应强度是不同的,⾼电平转为低电平要求的磁感应强度更强。
四、霍尔传感器的应⽤
1、线性型霍尔传感器的应⽤
线性型霍尔传感器具有磁感应强度连续变化时输出电压也连续变化的特点,主要⽤于⼀些物理量的测量。下图所⽰是⼀种采⽤线性型霍尔传感器构成的电⼦型电流互感器,⽤来检测线路的电流⼤⼩。当线圈有电流流过时,线圈会产⽣磁场,该磁场磁感线沿铁芯构成磁回路,铁芯上开有⼀个缺⼝,缺⼝中放置⼀个霍尔传感器,磁感线在穿过霍尔传感器时,传感器会输出电压,电流越⼤,线圈产⽣的磁场越强,霍尔传感器输出的电压越⾼。
2、开关型霍尔传感器的应⽤
开关型霍尔传感器具有磁感应强度达到⼀定强度时输出电压才会发⽣电平转换的特点,主要⽤于测转数、转速、风速、流速,或⽤在接近开关、关门告知器、报警器和⾃动控制电路中。
下图所⽰是⼀种采⽤开关型霍尔传感器构成的转数测量装置的结构⽰意图,转盘每旋转⼀周,磁铁靠近
传感器⼀次,传感器就会输出⼀个脉冲,只要计算输出脉冲的个数,就可以知道转盘的转数。
下图所⽰是⼀种采⽤开关型霍尔元件构成的磁铁极性识别电路。当磁铁S极靠近霍尔元件时,d、 c间的电压极性为d+、 c-,三极管VT1导通,发光⼆极管VD1有电流流过⽽发光;当磁铁N 极靠近霍尔元件时, d、 c间的电压极性为d-、 c+,三极管VT2导通,发光⼆极管VD2有电流流过⽽发光;当⽆磁铁靠近霍尔元件时, d、 c间的电压为0V, VD1、VD2均不亮。
版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198,我们将在24小时内删除。
发表评论