霍尔传感器的工作原理及主要应用(霍尔传感器的报警器的工作原理)

霍尔传感器的原理和结构

我们以半导体霍尔元件为例来说明它的工作过程。下图中,我们给半导体霍尔元件施加一个电流I,然后把这个半导体晶片放在磁场强度为b的磁场中,此时半导体中的电子会在一个磁力(洛伦兹力)F的作用下向内部移动,所以内部会积累大量的电子。随着越来越多的电子积累,这个时候就会形成电场。当电子同时受到磁场力和电场力的作用时,如果此时这两种力达到平衡,那么电子的积累就会达到动态平衡。这时,一种电压就建立了。我们称这个电压为霍尔电动势,一般表示为Eh,那么霍尔电动势Eh可以表示为Eh=KIB。从这个公式可以看出,这个k是霍尔元件的灵敏度,这个I和B分别代表电流和磁场强度。所以我们知道,电流一定时,磁场强度越强,感应的霍尔电动势越大。

8475762282247039027.jpg

通过实验,我们知道霍尔元件单独输出电压很小,同时也知道半导体器件很容易受温度影响。所以现在的霍尔传感器一般都是把霍尔元件、放大器、温度补偿电路、稳压电源做在一个芯片里。就霍尔元件本身的结构而言,一般是由半导体、薄膜、衬底和引线组成,如下图所示。

6514426743827143333.jpg

霍尔传感器的功能

知道霍尔传感器的原理后,就可以知道它的作用了。首先可以用来检测外界磁场的变化,也可以做成无触点控制传感器。例如,接近开关由霍尔传感器制成,可以检测磁性物体。我们知道霍尔传感器一般可以分为线性型和开关型。对于线性霍尔传感器,它与施加的磁场强度成线性关系。比如我们电瓶车手柄里的霍尔元件就是线性霍尔传感器;至于开关型霍尔传感器,它的输出类似于一个开关的通断,也就是说,它可以输出“1”和“0”。比如数控车床刀架上使用的霍尔传感器就是开关型的,主要用来检测车刀是否到位。

此外,霍尔传感器也可以用来测量位移和压力。一般常用的霍尔传感器有CS-3000系列、SH-100系列、HK系列等。

霍尔传感器检测

我们知道当磁场接近时霍尔传感器会从输出端输出一个电压信号,所以我们可以通过测量输出端的电压变化来判断霍尔传感器是否正常。我们知道,在集成霍尔传感器中,通常是集电极开路输出型,所以在测试其质量时,我们不得不增加一个限流电阻。正常情况下,霍尔传感器输出端的“3”引脚应处于高电平,一般接近电源电压Vcc。当我们在霍尔传感器的印刷面附近使用小磁铁时,如果此时万用表指示的电压降到0.6V以下,则霍尔传感器是好的。如果小磁铁已经碰到霍尔传感器印有数字的那一面,万用表指示的电压还是没有下降,那就改变磁铁的磁极再试一次。如果此时万用表指示下降到0.6V以下,也说明霍尔传感器良好。如果万用表的电压在正负两个方向都没有下降,说明霍尔传感器已经损坏,不能使用。测试方法如下图所示。

5447864338084951937.jpg

除已声明原创作品外,本站作品均由网友自主投稿、编辑整理发布,目的在于传递更多信息及用于网络分享,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,不为其版权负责。如果您发现网站上有侵犯您的知识产权的作品,请与我们取得联系,我们会及时修改或删除。

选型/询价

在线选型报价小程序正加急开发中~_~,建议先关注我们公众号哟

加入社群 在线客服
关注我们
关注我们
分享本页
返回顶部
协作机器人产业服务平台,欢迎您!