霍尔传感器的工作原理与特性（霍尔传感器工作原理及其应用）

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁电传感器，是将变化磁场转化为输出电压变化的一个能量转换器，利用这现象制成了霍尔传感器用于测量磁场、转速和电流等物理量。霍尔传感器分为开关型和线型两种。主要特点是：工作时基本不会产生磨损；对传感轮感应距离、和振动要求不高。

1、开关型霍尔传感器由稳压器、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，主要用于测转数、转速、流速、接近开关、报警器等。

磁场不贯穿半导体

磁场穿过叶轮间隙贯穿半导体

当磁场作用在半导体上时，电子会垂直于电流方向发生侧向偏转，一侧分布电子多，一侧分布电子少，由此产生霍尔电压，指针偏转。如果磁场被中断，电子会重新均匀分布，这时电压表指针不偏转。阈值开关以数字方式显示霍尔电压的模拟信号，阈值开关在一定电压下闭合，低于某一电压数值时则断开。

2、线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量，分开环式和闭环式两种，主要用于交直流电流和电压测量。

线型闭环式霍尔传感器

当主回路中有电流Ip通过时，在导线上产生的磁场被磁环聚集并贯穿到霍尔器件上，所产生的信号输出用于驱动功率管并使其导通，从而获得一个补偿电流Is。Is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所产生的磁场相等时，Is不再增加，此时可以通过Is来测试Ip。

内部差分放大器

霍尔传感器在汽车上应用

霍尔传感器电源电压

续流二极管反向电阻很大

续流二极管正向电压降

霍尔传感器信号电压

霍尔元件输出电压与外加磁场强度呈线性关系，如下图所示，在B1～B2的磁感应强度范围内有较好的线性度，磁感应强度超出范围时则呈现饱和状态。

电机内部霍尔元件

电机正反转对调霍尔线

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