第8霍尔讲义传感器
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霍尔传感器教学课件
磁编码器
用于测量物体的旋转或线性位 置。
霍尔传感器在电子、汽车行业中的应用
电子
智能手机、电视机、电脑、数字相机
汽车
转向传感器、刹车传感器、车速传感器、燃油 传感器
霍尔传感器的优缺点
优点
灵敏度高、响应速度快、可靠性高、无机械磨损
缺点
价格较高、受环境影响大、精度受限制
霍尔传感器的维护
1 定磁干扰，确保霍尔传感器的正常工作和长寿命。
3 应用场景
霍尔传感器常用于电子 设备中，如智能手机、 电视机、电脑、数字相 机。
霍尔传感器的分类
根据输出信号分类
线性霍尔传感器、开关型霍尔传感器
根据工作原理分类
电流感应型霍尔传感器、磁感应型霍尔传感器
常见的霍尔传感器
电子流量计
用于测量液体或气体的流速和 体积。
位置传感器
用于检测物体的位置或位置变 化。
定期清洁霍尔传感器，防止灰尘和杂质堆积。
2 避免电磁干扰
将霍尔传感器安装在远离电磁源的位置，避免干扰。
3 遵循正确的使用方式
遵循使用手册中的指导，正确使用和维护霍尔传感器。
结论
1 霍尔传感器是一种重要的传感器
它通过测量磁场变化实现非接触式测量，广泛应用于电子和汽车行业。
2 有广泛的应用场景
霍尔传感器在智能手机、电视机、电脑、汽车等设备中发挥重要作用。
霍尔传感器教学课件PPT
# 霍尔传感器教学课件PPT 霍尔传感器是一种广泛应用于电子设备中的传感器。本教学课件将全面介绍 霍尔传感器的定义、工作原理，以及在电子和汽车行业的应用。
什么是霍尔传感器
1 定义
霍尔传感器是利用霍尔 效应来测量电磁场强度 变化的一种传感器。
第8章 霍尔传感器培训教材
Icm (8b-121A ) dT/
将上式及RH=μρ代入式(8-6)，得到霍尔元件在最大允许温升下的最大开路霍尔电压，
即：
UHm(1 2b 8-B 122A)T/d
上式说明，在同样磁场强度、相同尺寸和相等功耗下，不同材料元件输出霍尔电压仅仅
取决于，即材料本身的性质。
根据式(8-12)，选择霍尔元件的材料时，为提高霍尔灵敏度，要求材料的RH和μρ1/2尽可 能地大。
式中，ρ为霍尔元件的电阻率。
(8-P9i )I2RI2
l
bd
设霍尔元件允许的最大温升为ΔT，相应的最大允许控制电流为Icm时，在单位时间内通过 霍尔元件表面逸散的热量应等于霍尔元件的最大功耗，即
Pm(8Ic2-m 1b0l)d2Al bT
式中，A为散热系数W/(m2C)。上式中的2lb表示霍尔片的上、下表面积之和，式中忽略 了通过侧面积逸散的热量。这样，由上式便可得出通过霍尔元件的最大允许控制电流为
式中，UHt为温度为t时的霍尔电压；UH0为0时的霍尔电压；Rvt为温度为t时的输出电阻； Rv0为０时的输出电阻。负载RL上的电压UL为
UL=[UH0(1+αt) ] RL/[Rv0(1+βt)+RL]
(8-15)
为使UL不随温度变化，可对式(8-15)求导数并使其等于零，可得
RL/Rv0≈β/α.1≈β/α
8.1 霍尔效应与霍尔元件
8.1.1 霍尔效应
在置于磁场的导体或半导体中通入电流，若电流与磁场垂直，则在与磁场和电流都垂直
的方向上会出现一个电势差，这种现象就是霍尔效应，是由科学家爱德文·霍尔在1879年 发现的。产生的电势差称为霍尔电压。利用霍尔效应制成的元件称为霍尔传感器。见图 8.1.1，半导体材料的长、宽、厚分别为l、ｂ和ｄ。在与ｘ轴相垂直的两个端面ｃ和ｄ上 做两个金属电极，称为控制电极。在控制电极上外加一电压ｕ，材料中便形成一个沿ｘ方 向流动的电流Ｉ，称为控制电流。
第八章 检测技术的基础——霍尔传感器
1.开关型集成块 主要由霍尔元件,放大器,
施密特触发器,输出电路所 构成。 放大器采用差分式，利于
抗干扰； 施密特触发器是常用的限位
电平翻转的电路； 输出电路采用集电极开路方式(2,
3脚）。
2.线性集成块
放大器采用三运放组成精密电桥放大器，具有强大的抗干扰 能力。考虑到需要线性输出，有的器件内部安排了线性补偿电路。
角位移
3
2
1
7—14 角位移测量仪结构示意图
1—极靴 2—霍尔器件 3—励磁线圈
角度和电势变化正比，但不是线性，必须采用特定形状的磁极
位移
在磁场强度相同而极性相反的两个磁铁气隙中放置一 个霍尔元件。当元件的控制电流I恒定不变时，霍尔电 势方V 向H的与变磁化感梯应度强d度B dBx成为正一比常。数若则磁当场霍在尔一元定件范沿围x内方沿向x 移动时，VH 的变化为:
三.霍尔片的电路补偿
1.不等位电势的补偿:
不对称电路简单，而对称补偿的温度稳定性要好些
2.温度补偿
霍尔元件一般为半导体材料制成,许多参数都会受到温度的影响.例如迁移率、电 阻率都受到温度变化而明显变化。由此引起灵敏度,输入电阻,输出电阻都发 生相应变化.为了保证测量精度,有必要采取补偿措施。
（1）恒流源分压电阻法:
霍尔元件是半导体四端薄片，一般做成正方形，在薄片的相对两侧对称的悍上两对电极 引出线（一对称激励电流端，另一对称霍尔电势输出端）
霍尔元件实测
演示视频
二、霍尔片的主要技术指标
1.额定激励电流IH:
霍尔元件温升10C所焦耳热W.
Wj
I 2R
I 2
的测量以及自动控制。归纳起来，霍尔传感器主要有下列三 个方面的用途：
①维持I、a不变，则E=f(B)，在这方面的应用有：测量
施密特触发器,输出电路所 构成。 放大器采用差分式，利于
抗干扰； 施密特触发器是常用的限位
电平翻转的电路； 输出电路采用集电极开路方式(2,
3脚）。
2.线性集成块
放大器采用三运放组成精密电桥放大器，具有强大的抗干扰 能力。考虑到需要线性输出，有的器件内部安排了线性补偿电路。
角位移
3
2
1
7—14 角位移测量仪结构示意图
1—极靴 2—霍尔器件 3—励磁线圈
角度和电势变化正比，但不是线性，必须采用特定形状的磁极
位移
在磁场强度相同而极性相反的两个磁铁气隙中放置一 个霍尔元件。当元件的控制电流I恒定不变时，霍尔电 势方V 向H的与变磁化感梯应度强d度B dBx成为正一比常。数若则磁当场霍在尔一元定件范沿围x内方沿向x 移动时，VH 的变化为:
三.霍尔片的电路补偿
1.不等位电势的补偿:
不对称电路简单，而对称补偿的温度稳定性要好些
2.温度补偿
霍尔元件一般为半导体材料制成,许多参数都会受到温度的影响.例如迁移率、电 阻率都受到温度变化而明显变化。由此引起灵敏度,输入电阻,输出电阻都发 生相应变化.为了保证测量精度,有必要采取补偿措施。
（1）恒流源分压电阻法:
霍尔元件是半导体四端薄片，一般做成正方形，在薄片的相对两侧对称的悍上两对电极 引出线（一对称激励电流端，另一对称霍尔电势输出端）
霍尔元件实测
演示视频
二、霍尔片的主要技术指标
1.额定激励电流IH:
霍尔元件温升10C所焦耳热W.
Wj
I 2R
I 2
的测量以及自动控制。归纳起来，霍尔传感器主要有下列三 个方面的用途：
①维持I、a不变，则E=f(B)，在这方面的应用有：测量
8霍尔传感器讲解
霍尔元件
2020/8/14
19
霍尔转速表
在被测转速的转轴上安装一个齿盘，也可选取机
械系统中的一个齿轮，将线性型霍尔器件及磁路系统
靠近齿盘。齿盘的转动使磁路的磁阻随气隙的改变而
周期性地变化，霍尔器件输出的微小脉冲信号经隔直、
放大、整形后可以确定被测物的转速。
n 60
f
线性霍尔
22
NS
磁铁
2020/8/14
第八章 霍尔传感器
本章主要学习霍尔传感器 的工作原理、霍尔集成电路的特 性及其在检测技术中的应用，还 涉及磁场测量技术。
霍尔元件是 一种四端元件
2020/8/14
1
第一节 霍尔元件的结构及工作原理
半导体薄片置于磁感应强度为B 的磁场中，磁场方向 垂直于薄片，当有电流I 流过薄片时，在垂直于电流和磁 场的方向上将产生电动势EH，这种现象称为霍尔效应。
以下哪一个激励电流的数值较为妥当？
5μA 0.1mA 2mA 80mA
2020/8/14
7
第二节 霍尔集成电路
霍尔集成电路可分为线性型和开关型两大类。 线性型集成电路是将霍尔元件和恒流源、线性差 动放大器等做在一个芯片上，输出电压为伏级，比直 接使用霍尔元件方便得多。较典型的线性型霍尔器件 如UGN3501等。
5-霍尔集成电路（PNP型霍尔IC）
2020/8/14
25
霍尔式无触点汽车电子点火装置(续）
当叶片遮挡在霍尔IC面前时，PNP型霍尔IC的输出为低电平， 晶体管功率开关处于导通状态，点火线圈低压侧有较大电流通
2020/8/14
10
开关型霍尔集成电路 的外形及内部电路
Vcc
霍尔 元件
《霍尔式传感器》课件
对于长期不使用的传感器，应定 期通电检查，以确保其性能正常 。
对于有可调元件的传感器，应定 期检查可调元件是否松动或损坏 。
05
霍尔式传感器的发展趋势与 未来展望
新型霍尔式传感器的研发与进展
1 2 3
新型霍尔式传感器研发
随着科技的不断进步，新型霍尔式传感器正在被 不断研发出来，以满足各种不同的应用需求。
在汽车工业中的应用
1 2
3
发动机控制
霍尔式传感器可用于检测曲轴位置和气缸识别，以实现精确 的点火和喷油控制，从而提高发动机效率和性能。
自动变速器
通过检测车速和发动机转速，霍尔式传感器帮助控制自动变 速器的换挡逻辑，确保平稳换挡和最佳燃油经济性。
防抱死刹车系统
霍尔式传感器监测车轮转速，控制刹车油压，防止车轮抱死 ，提高制动效果和车辆稳定性。
02
霍尔式传感器在物联网领域的应用主要包括智能家居、智能农业 、智能工业等领域，能够实现智能化控制和远程监控等功能。
03
随着物联网技术的不断发展，霍尔式传感器的应用前景将 更加广阔。
霍尔式传感器的发展趋势与未来展望
未来，霍尔式传感器将继续朝着高灵敏 度、高可靠性、微型化、集成化等方向 发展。
随着人工智能、物联网等技术的不断发展， 霍尔式传感器的应用领域将进一步拓展，其 在智能制造、智能医疗等领域的应用也将得 到更广泛的发展。
用于测量地球磁场、磁性材料、电流产生的磁 场等，如指南针、磁性编码器等。
位置检测
用于检测物体的位置变化，如门窗开关状态、 气瓶压力等。
霍尔式传感器的优缺点
优点
结构简单、体积小、重量轻、线性度 好、稳定性高、温度稳定性好等。
缺点
对外界磁场干扰敏感，易受干扰影响 测量精度，需要定期校准等。
自动检测技术及应用(第3版)教案第8章,霍尔传感器
第8章霍尔传感器授课教案学院授课教师授课日期授课班级课题：霍尔传感器的原理及应用课时安排：2 课次编号：11 教材分析难点开关型霍尔集成电路的特性重点霍尔式电流传感器教学目的和要求1．了解霍尔传感器的工作原理；2．了解霍尔集成电路的分类；3．掌握线性型和开关型霍尔集成电路的特性；4．掌握霍尔式电流传感器的计算；5．了解霍尔传感器在汽车ABS中的应用。
采用教学方法和实施步骤演示、讲授、课堂互动、分析教具：各种霍尔元件、霍尔传感器各教学环节和内容实验演示1：将小型蜂鸣器的负极接到霍尔接近开关的OC门输出端，正极接电池正极（V cc端）。
在没有磁铁靠近时，OC门截止，蜂鸣器不响。
当磁铁靠近到一定距离（例如3mm）时，OC门导通，蜂鸣器响。
将磁铁逐渐远离霍尔接近开关到一定距离（例如5mm）时，OC门再次截止，蜂鸣器停响。
再将铜或不锈钢工件，靠近霍尔接近开关，没有任何反应。
实验演示2：将一根导线穿过10A霍尔式电流传感器的铁芯，通入0.1~1A电流（将碱性1.5V电池短时间短路一下），观察霍尔IC的输出电压的跳动，基本与输入电流成正比。
从以上演示，引入霍尔效应、霍尔元件的工作原理。
8.1 霍尔元件的工作原理及特性8.1.1 工作原理金属或半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中，磁场方向垂直于薄片，当有电流I流过薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势E H，这种现象称为霍尔效应，该电动势称为霍尔电动势，上述半导体薄片称为霍尔元件。
用霍尔元件做成的传感器称为霍尔传感器。
图8-1霍尔元件示意图a）霍尔效应原理图b）薄膜型霍尔元件结构示意图c）图形符号d）外形霍尔元件属于四端元件：其中一对（即a、b端）称为激励电流端，另外一对（即c、d端）称为霍尔电动势输出端，c、d端应处于侧面的中点。
流入激励电流端的电流I越大、作用在薄片上的磁场强度B越强，霍尔电动势也就越高。
霍尔电动势E H可用下式表示E H=K H IB（8-1）式中K H——霍尔元件的灵敏度。
自动检测-第八章
F、霍尔电动势温度系数 是指在一定磁场强度和激励电 流作用下，温度每变化1度时，霍尔电动势变化的百 分数。 以下哪一个激励电流的数值较为妥当？
8μA 0.8mA 8mA 80mA
霍尔元件的等效电路
在a、b、c、d四个端点之间,等效于一个四臂电桥
霍尔元件的不等位电动势及调零
在额定激励电流下，当外加磁场为零时， 霍尔输出端之间的开路电压称为不等位电动 势E0，它是由于4个电极的几何尺寸不对称引
三、霍尔传感器的应用
霍尔电势是关于I、B、 三个变量的函数，即： EH=KHIBcos 。
利用这个关系可以使其中两个量不变，将第三个 量作为变量，或者固定其中一个量，其余两个量都作 为变量。这使得霍尔传感器可以有许多用途。
霍尔传感器主要用于测量能够转换为磁场变化的其 他物理量。
霍尔特斯拉计（高斯计）
片垂直的方向）的分量，即Bcos，这时的霍
尔电动势为：EH=KHIB cdos
b c 结论：霍尔电势与输入电流I、磁感应强度B成正比。当B的方向改变时，霍尔电 势的方向也随之改变。如果所施加的磁场为交变磁场，霍尔电势为同频率的交变 电势。
2、霍尔元件的特性参数
A、输入电阻Ri 是指霍尔元件两激励电流端的直流
EH=KH IB 式中： KH——霍尔元件的灵敏度。 由于金属材料中的电子浓度n很大，所以灵敏
度KH非常小。而半导体材料中的电子浓度较小，所 以灵敏度比较高。因此作用在半导体薄片上的磁场
强度B越强，霍尔电势也就越高。
霍尔元件的工作原理分析
d a
c
d a
c
b 磁感应强度B为零时的情况
b 磁感应强度B 较大时的情况
霍尔集成电路的调零
当UGN3501M感受的磁场为零时，调节5、 6、7之间的调零电位器，可使第1引脚相对于 第8引脚的输出电压等于零。
8μA 0.8mA 8mA 80mA
霍尔元件的等效电路
在a、b、c、d四个端点之间,等效于一个四臂电桥
霍尔元件的不等位电动势及调零
在额定激励电流下，当外加磁场为零时， 霍尔输出端之间的开路电压称为不等位电动 势E0，它是由于4个电极的几何尺寸不对称引
三、霍尔传感器的应用
霍尔电势是关于I、B、 三个变量的函数，即： EH=KHIBcos 。
利用这个关系可以使其中两个量不变，将第三个 量作为变量，或者固定其中一个量，其余两个量都作 为变量。这使得霍尔传感器可以有许多用途。
霍尔传感器主要用于测量能够转换为磁场变化的其 他物理量。
霍尔特斯拉计（高斯计）
片垂直的方向）的分量，即Bcos，这时的霍
尔电动势为：EH=KHIB cdos
b c 结论：霍尔电势与输入电流I、磁感应强度B成正比。当B的方向改变时，霍尔电 势的方向也随之改变。如果所施加的磁场为交变磁场，霍尔电势为同频率的交变 电势。
2、霍尔元件的特性参数
A、输入电阻Ri 是指霍尔元件两激励电流端的直流
EH=KH IB 式中： KH——霍尔元件的灵敏度。 由于金属材料中的电子浓度n很大，所以灵敏
度KH非常小。而半导体材料中的电子浓度较小，所 以灵敏度比较高。因此作用在半导体薄片上的磁场
强度B越强，霍尔电势也就越高。
霍尔元件的工作原理分析
d a
c
d a
c
b 磁感应强度B为零时的情况
b 磁感应强度B 较大时的情况
霍尔集成电路的调零
当UGN3501M感受的磁场为零时，调节5、 6、7之间的调零电位器，可使第1引脚相对于 第8引脚的输出电压等于零。
传感器与检测技术-ppt
2024/9/29
22
霍尔转速传感器在汽车防抱死装置（ABS） 中旳应用
带有微
型磁铁
霍尔
旳霍尔
传感器
钢质
若汽车在刹车时车轮被抱死，将产生 危险。用霍尔转速传感器来检测车轮旳转 动状态有利于控制刹车力旳大小。
2024/9/29
23
ABS旳工作原理
1—车速齿轮传感器 2—压力调整器 3—控制器
2024/9/29
24
霍尔转速表
在被测转速旳转轴上安装一种齿盘，也可 选用机械系统中旳一种齿轮，将线性型霍尔器 件及磁路系统接近齿盘。齿盘旳转动使磁路旳 磁阻随气隙旳变化而周期性地变化，霍尔器件 输出旳微小脉冲信号经隔直、放大、整形后能 够拟定被测物旳转速。
线性霍尔
NS
磁铁
2024/9/29
25
霍尔式接近开关
当磁铁旳有效磁 极接近、并到达动作 距离时，霍尔式接近 开关动作。霍尔接近 开关一般还配一块钕 铁硼磁铁。
SL3501T
N
mA
DC
DC
VCC 12V
10mA
1
3
V
2
+
_
·
2024/9/29
17
8.2.2 线性集成霍尔传感器
2.线性集成霍尔传感器旳主要技术特征
输出电压UOUT（V）
2.5
2.0
R=0
1.5
R=15Ω
1.0
R=100Ω
0.5
0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28 0.32 磁感应强度B（T）
14
8.2.1 开关型集成霍尔传感器
3. 开关型集成霍尔传感器旳工作特征
第8章霍尔传感器
下面介绍几种常见的霍尔传感器的应用实例。
1．霍尔位移传感器
霍尔位移传感器可制成如图8-16所示，在极性相反、磁场 强度相同的两个磁钢的气隙间放置一个霍尔元件。
当控制电流I恒定不变 时，霍尔电势UH与外 磁感应强度成正比； 若磁场在一定范围内 沿x方向的变化
梯度 为一常数，
则当霍尔元件沿x方
向移动时，输出的霍
输出电压：50～120mV 输入电流：10mA 线性度：< 2%
工作温度：-55～125℃
磁带录像机电动机的定位等
霍尔电子接近开关
最高工作频率：>20 kHz 最大作用距离：4.8mm 重复定位精度：< 0.02mm 工作电压：5～15V 7～30V 输出电流：20，100， 200，400mA
DN834开关式霍尔集 成电路
３．霍尔计数装置
霍尔开关传感器SL3501 是具有较高灵敏度的集成霍 尔元件，能感受到很小的磁场变化，因而可对黑色 金属零件进行计数检测。图8-1８所示的是对钢球进 行计数的工作示意图。当钢球通过霍尔开关传感器 时，传感器可输出峰值20mV 的脉冲电压，该电压 经运算放大器放大后，可接计数器进行计数，并由 显示器显示检测数值。
4．霍尔式无刷电动机
传统的直流电动机使用换向器来改变转子（或定子）的电 枢电流的方向，以维持电动机的持续运转。霍尔式无刷电 动机取消了换向器和电刷，而采用霍尔元件来检测转子和 定子之间的相对位置，其输出信号经放大、整形后触发电 子线路，从而控制电枢电流的换向，维持电动机的正常运 转。霍尔式无刷电动机的结构如图8-19所示。
第8章 霍尔传感器
8.1霍尔元件
8.1.1基本结构 8.1.2霍尔效应 8.1.3主要技术参数
8.2 霍尔元件的使用
1．霍尔位移传感器
霍尔位移传感器可制成如图8-16所示，在极性相反、磁场 强度相同的两个磁钢的气隙间放置一个霍尔元件。
当控制电流I恒定不变 时，霍尔电势UH与外 磁感应强度成正比； 若磁场在一定范围内 沿x方向的变化
梯度 为一常数，
则当霍尔元件沿x方
向移动时，输出的霍
输出电压：50～120mV 输入电流：10mA 线性度：< 2%
工作温度：-55～125℃
磁带录像机电动机的定位等
霍尔电子接近开关
最高工作频率：>20 kHz 最大作用距离：4.8mm 重复定位精度：< 0.02mm 工作电压：5～15V 7～30V 输出电流：20，100， 200，400mA
DN834开关式霍尔集 成电路
３．霍尔计数装置
霍尔开关传感器SL3501 是具有较高灵敏度的集成霍 尔元件，能感受到很小的磁场变化，因而可对黑色 金属零件进行计数检测。图8-1８所示的是对钢球进 行计数的工作示意图。当钢球通过霍尔开关传感器 时，传感器可输出峰值20mV 的脉冲电压，该电压 经运算放大器放大后，可接计数器进行计数，并由 显示器显示检测数值。
4．霍尔式无刷电动机
传统的直流电动机使用换向器来改变转子（或定子）的电 枢电流的方向，以维持电动机的持续运转。霍尔式无刷电 动机取消了换向器和电刷，而采用霍尔元件来检测转子和 定子之间的相对位置，其输出信号经放大、整形后触发电 子线路，从而控制电枢电流的换向，维持电动机的正常运 转。霍尔式无刷电动机的结构如图8-19所示。
第8章 霍尔传感器
8.1霍尔元件
8.1.1基本结构 8.1.2霍尔效应 8.1.3主要技术参数
8.2 霍尔元件的使用
《霍尔传感器》课件
优点
• 非接触式测量 • 高精度和稳定性 • 快速响应
缺点
• 受外部磁场影响 • 价格相对较高 • 对温度变化敏感
霍尔传感器与其他传感器的比较
光电传感器
可感知光强，但受环境光影响。
电阻式传感器Biblioteka 测量电阻值，受温度和湿度影响。
温度传感器
用于测量温度变化，但无法测量磁场。
霍尔传感器在智能家居中的应 用
霍尔传感器可用于智能门窗、智能家电等设备的开关和状态监测，提高家居 安全和便利性。
霍尔传感器在汽车行业中的应用
霍尔传感器广泛应用于转向传感、刹车传感和座椅安全传感等汽车系统中，提升驾驶体验和安全 性。
具有灵敏度高、响应速 度快等特点。
效应霍尔元件
可测量磁场的强度和方 向。
开关型霍尔元件
用于检测接近或远离磁 场的开关状态。
霍尔元件的特点
1 非接触式测量
不受物体表面状态和材料的影响。
3 快速响应
适用于高速测量和控制应用。
2 高精度和稳定性
能够实时准确测量磁场强度。
4 广泛的工作温度范围
可在极端环境下工作。
《霍尔传感器》PPT课件
本课件将为您介绍霍尔传感器的原理、种类及其在各个领域的广泛应用。通 过清晰的图示和丰富的案例，带您深入了解霍尔传感器的优点、发展历程以 及未来的挑战。
概述
霍尔传感器利用霍尔效应测量磁场，有广泛的应用领域。本节将介绍霍尔传 感器的定义、原理以及与其他传感器的比较。
霍尔元件
线性霍尔元件
基于霍尔元件的测量电路
电压输出型
输出电压随磁场强度变化。
电流输出型
输出电流随磁场强度变化。
开关输出型
检测物体是否接近或远离磁 场。
《霍尔传感器 》课件
防电击
确保传感器外壳接地良好，避免因漏电等原因造成电 击危险。
操作规范
遵循安全操作规范，避免在未经授权的情况下擅自拆 卸、改装传感器。
04
霍尔传感器的发展趋势与未来 展望
技术创新与改进
微型化
多功能化
随着微电子技术的不断发展，霍尔传 感器的尺寸逐渐减小，性能不断提高 ，应用范围更加广泛。
未来霍尔传感器将逐渐实现多功能化 ，能够同时检测多种物理量，满足不 同领域的需求。
《霍尔传感器》PPT课件
目录
• 霍尔传感器简介 • 霍尔传感器的类型与特点 • 霍尔传感器的使用与注意事项 • 霍尔传感器的发展趋势与未来展望 • 案例分析与实践应用
01
霍尔传感器简介
霍尔传感器的定义
霍尔传感器是一种基于霍尔效应的磁 感应传感器，能够检测磁场变化并转 换为电信号输出。
它利用霍尔效应原理，通过测量磁场 中导体或半导体的电压或电流变化来 检测磁场。
开关型霍尔传感器具有低功耗、高可靠性、快速响应等优点，广泛应用于无刷电机 、电磁阀等电子设备的控制系统中。
开关型霍尔传感器通常由霍尔元件、放大器和比较器等组成，具有较小的体积和重 量。
温度补偿型霍尔传感器
温度补偿型霍尔传感器主要用 于消除温度对霍尔元件的影响 ，提高测量精度和稳定性。
温度补偿型霍尔传感器通常 采用热敏电阻或集成温度传 感器来实现温度补偿功能。
物联网
随着物联网技术的不断发展，霍 尔传感器在智能家居、智能农业 、智能安防等领域的应用前景广 阔。
市场前景与展望
全球霍尔传感器市场规模不断扩大，预计未来几年将继续保持增长态势。
随着技术的不断创新和应用的不断拓展，霍尔传感器的应用领域将越来越 广泛，市场前景十分看好。
确保传感器外壳接地良好，避免因漏电等原因造成电 击危险。
操作规范
遵循安全操作规范，避免在未经授权的情况下擅自拆 卸、改装传感器。
04
霍尔传感器的发展趋势与未来 展望
技术创新与改进
微型化
多功能化
随着微电子技术的不断发展，霍尔传 感器的尺寸逐渐减小，性能不断提高 ，应用范围更加广泛。
未来霍尔传感器将逐渐实现多功能化 ，能够同时检测多种物理量，满足不 同领域的需求。
《霍尔传感器》PPT课件
目录
• 霍尔传感器简介 • 霍尔传感器的类型与特点 • 霍尔传感器的使用与注意事项 • 霍尔传感器的发展趋势与未来展望 • 案例分析与实践应用
01
霍尔传感器简介
霍尔传感器的定义
霍尔传感器是一种基于霍尔效应的磁 感应传感器，能够检测磁场变化并转 换为电信号输出。
它利用霍尔效应原理，通过测量磁场 中导体或半导体的电压或电流变化来 检测磁场。
开关型霍尔传感器具有低功耗、高可靠性、快速响应等优点，广泛应用于无刷电机 、电磁阀等电子设备的控制系统中。
开关型霍尔传感器通常由霍尔元件、放大器和比较器等组成，具有较小的体积和重 量。
温度补偿型霍尔传感器
温度补偿型霍尔传感器主要用 于消除温度对霍尔元件的影响 ，提高测量精度和稳定性。
温度补偿型霍尔传感器通常 采用热敏电阻或集成温度传 感器来实现温度补偿功能。
物联网
随着物联网技术的不断发展，霍 尔传感器在智能家居、智能农业 、智能安防等领域的应用前景广 阔。
市场前景与展望
全球霍尔传感器市场规模不断扩大，预计未来几年将继续保持增长态势。
随着技术的不断创新和应用的不断拓展，霍尔传感器的应用领域将越来越 广泛，市场前景十分看好。
第八章霍尔传感器
霍尔式位移传感器的工作原理图 (a) 磁场强度相同传感器； (b) 简单的位移传感器； (c) 结构相同的位移传感器
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31
第32页/共63页
2. 霍尔式转速传感器
下图是几种不同结构的霍尔式转速传感器。转盘的输入轴 与被测转轴相连，当被测转轴转动时，转盘随之转动，固定在 转盘附近的霍尔传感器便可在每一个小磁铁通过时产生一个相 应的脉冲，检测出单位时间的脉冲数，便可知被测转速。根据 磁性转盘上小磁铁数目多少就可确定传感器测量转速的分辨率。
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几种霍尔式转速传感器的结构
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霍尔传感器用于测量磁场强度
测量铁心 气隙的B值
霍尔元件
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霍尔转速表
在被测转速的转轴上安装一个齿盘，也可选取机械系统中的一个齿轮，将线性型 霍尔器件及磁路系统靠近齿盘。齿盘的转动使磁路的磁阻随气隙的改变而周期性地变 化，霍尔器件输出的微小脉冲信号经隔直、放大、整形后可以确定被测物的转速。
由上式可见，霍尔电势正比于激励电流及磁感应强度，其 灵敏度与霍尔系数RH成正比而与霍尔片厚度d成反比。为了提 高灵敏度，霍尔元件常制成薄片形状。
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4
第5页/共63页
磁场不垂直于霍尔元件时的霍尔电动
势若 磁 感 应 强 度 B 不 垂 直 于 霍 尔 元 件 ， 而 是 与 其 法 线 成 某 一 角 度 时 ， 实 际 上 作 用
开关型霍尔集成电 路
与继电器的接线
?
第28页/共63页
开关型霍尔集成电路的史密特输出特
性
回差 越大，抗振 动干扰能力 就越强。
当磁铁从远到近地接近霍尔IC，到多少特斯拉时输出翻转？当磁铁从近到 远地远离霍尔IC，到多少特斯拉时输出再次翻转？回差为多少特斯拉？相当于多 少高斯（Gs）？
霍尔式传感器原理及应用课件
霍尔元件的结构与特性
霍尔元件通常由霍尔材料、电极和基底组成，其中霍尔材料是实现霍尔效 应的关键。
霍尔元件具有高灵敏度、快速响应、线性输出等特点，广泛应用于磁场、 电流、位置等物理量的测量。
不同类型的霍尔元件适用于不同的测量范围和环境条件，选择合适的霍尔 元件是保证测量准确性和稳定性的关键。
02
霍尔式传感器的类型与特性
特殊型霍尔传感器
总结词
具有特殊功能或应用领域的霍尔传感器，如高温型、高压型 、小型化等。
详细描述
特殊型霍尔传感器通常采用特殊的材料、工艺和设计，以满 足特殊应用的需求，如高温环境下测量磁场、高压环境下检 测电流等。
03
霍尔式传感器的应用
在自动化控制系统中的应用
1 2
自动化生产线的物料传送和定位
线性型霍尔传感器
总结词
主要用于测量磁场强度的变化，输出 与磁场强度的变化成线性关系的电压 或电流信号。
详细描述
线性型霍尔传感器通常具有较高的灵 敏度和精度，适用于需要精确测量磁 场变化的场合，如电流测量、磁通量 测量等。
开关型霍尔传感器
总结词
主要用于检测磁场是否存在，输出为高电平或低电平信号。
详细描述
开关型霍尔传感器通常具有较低的灵敏度，但具有快速响应速度和低功耗等特 点，适用于需要快速检测磁场状态变化的场合，如位置检测、转速检测等。
温度补偿型霍尔传感器Байду номын сангаас
总结词
具有温度补偿功能，能够自动修正温 度变化对传感器输出的影响。
详细描述
温度补偿型霍尔传感器通常采用特殊 的电路设计和材料，以实现温度补偿 功能，适用于需要精确测量磁场且环 境温度变化较大的场合。
工作电压范围
8霍尔转速传感器测速实验
3、主要仪器设备
霍尔转速传感器、转动源（2000型）、霍尔传感器实验模板
四、实验步骤：
1、根据图9-1，将霍尔转速传感器装于转动源的传感器调、将主控箱上+5V直流电源加于霍尔转速传感器的电源输入端，红（＋）、黑（⊥），不要接错。
3、将霍尔转速传感器输出端（黄线）插入数显单元fin端，转速/频率表置转速档。
4、将主控台上的+2V—+24V可调直流电源接入转动电机的+2V—+24V输入插口（2000型）。调节电机转速电位器使转速变化，观察数显表指示的变化。
5、记下转速/频率表的最大频率值，并根据这个最大频率值计算转盘的最大转速。
4、实验结果
五、实验总结
桂林航天工业学院学生实验报告
课程名称
传感器与检测技术（A）
实验项目名称
霍尔转速传感器测速实验
开课系（部）及实验室
四院巡天409
实验日期
学生姓名
学号
专业班级
指导教师
经本钦
实验成绩
教师评语：
1
实验方法
□有创新□有改进□有缺陷□合理
2
实验结果
□一次成功□改进后成功□不成功
3
文字表述
□简明通顺□重复冗长□没有实质内容
4
实验态度
□严谨认真□循规蹈矩□敷衍应付
5
综合评价
□优秀□良好□中等□及格□不及格
教师签名：批改时间：年月日
一、实验目的
1、掌握霍尔转速传感器测量转速的方法。
2、了解霍尔转速传感器的性能测试方法。
3、培养学生应用霍尔转速传感器的能力。
二、实验原理
根据霍尔效应表达式：UH=KHIB,当KHI不变时,在转速圆盘上装上Ｎ只磁性体，并在磁钢上方安装一霍尔元件。圆盘每转一周经过霍尔元件表面的磁场B从无到有就变化N次，霍尔电势也相应变化N次，此电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转体的转速。
霍尔转速传感器、转动源（2000型）、霍尔传感器实验模板
四、实验步骤：
1、根据图9-1，将霍尔转速传感器装于转动源的传感器调、将主控箱上+5V直流电源加于霍尔转速传感器的电源输入端，红（＋）、黑（⊥），不要接错。
3、将霍尔转速传感器输出端（黄线）插入数显单元fin端，转速/频率表置转速档。
4、将主控台上的+2V—+24V可调直流电源接入转动电机的+2V—+24V输入插口（2000型）。调节电机转速电位器使转速变化，观察数显表指示的变化。
5、记下转速/频率表的最大频率值，并根据这个最大频率值计算转盘的最大转速。
4、实验结果
五、实验总结
桂林航天工业学院学生实验报告
课程名称
传感器与检测技术（A）
实验项目名称
霍尔转速传感器测速实验
开课系（部）及实验室
四院巡天409
实验日期
学生姓名
学号
专业班级
指导教师
经本钦
实验成绩
教师评语：
1
实验方法
□有创新□有改进□有缺陷□合理
2
实验结果
□一次成功□改进后成功□不成功
3
文字表述
□简明通顺□重复冗长□没有实质内容
4
实验态度
□严谨认真□循规蹈矩□敷衍应付
5
综合评价
□优秀□良好□中等□及格□不及格
教师签名：批改时间：年月日
一、实验目的
1、掌握霍尔转速传感器测量转速的方法。
2、了解霍尔转速传感器的性能测试方法。
3、培养学生应用霍尔转速传感器的能力。
二、实验原理
根据霍尔效应表达式：UH=KHIB,当KHI不变时,在转速圆盘上装上Ｎ只磁性体，并在磁钢上方安装一霍尔元件。圆盘每转一周经过霍尔元件表面的磁场B从无到有就变化N次，霍尔电势也相应变化N次，此电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转体的转速。
霍尔传感器工作原理图
霍尔传感器工作原理图
霍尔传感器是一种常用的传感器，它能够检测磁场的变化，并将这种变化转化
为电信号输出。
在工业控制、汽车电子、智能家居等领域都有着广泛的应用。
本文将介绍霍尔传感器的工作原理图，帮助大家更好地了解这一传感器的工作原理。
霍尔传感器的工作原理图主要包括霍尔元件、电源、信号放大电路和输出端。
首先，当有磁场作用于霍尔元件时，霍尔元件内部会产生一种称为霍尔效应的现象，即导电性载流子在磁场的作用下会偏转，从而在器件的两侧产生电压差。
这个电压差与磁场的大小成正比，方向与磁场方向垂直。
然后，通过电源给霍尔元件加电，使其处于工作状态。
接着，信号放大电路会对霍尔元件输出的微弱电压信号进行放大，以便能够更好地被后续的电路处理。
最后，输出端会输出经过放大处理后的电压信号，供后续的电路使用。
在实际应用中，霍尔传感器可以用于检测电机的转速、位置和方向，也可以用
于测量电流、磁场强度等。
例如，在汽车中，霍尔传感器可以用于发动机的点火系统、制动系统、转向系统等，起到了非常重要的作用。
在工业控制中，霍尔传感器也可以用于位置检测、速度测量等方面。
总的来说，霍尔传感器的工作原理图相对简单，但是在实际应用中有着广泛的
用途。
通过对霍尔传感器的工作原理图的了解，可以更好地应用它，为各种设备和系统提供精准的控制和测量。
希望本文对大家对霍尔传感器有更深入的了解，有助于大家在实际应用中更好地利用这一传感器。
霍尔传感器专业知识讲座
从式evB= e UH /b知，霍尔电压UH与载流子旳运动速度 v有关， 即与载流子旳迁移率有关。因为= v/El(El为电流方向上 旳电场强度)，材料旳电阻=1/ne，所以霍尔系数RH与载 流体材料旳电阻率和载流子旳迁移率旳关系为
RH= •金属导体：大，但小（n大）； •绝缘体：大（n小），但小； 它们都不宜作霍尔元件(RH太小)。 •半导体：、适中—合适作霍尔元件。
移动距离与输出关系
❖ 2．霍尔开关集成器件 ❖ 常用旳霍尔开关集成器件有UGN3000系列，
其外形与UGN3501T相同。
+
霍尔开关集成器件 (a) 内部构造框图；（b）工作特征；（c）工作电路；（d）锁定型器件工作特征
第三节 霍尔传感器应用
❖ 霍尔电势是有关I、B、θ三个变量旳函数，即 E=kIBcosθ，人们利用这个关系能够使其中两个变量 不变，将第三个量作为变量，或者固定其中一种量、 其他两个量都作为变量。三个变量旳多种组合使得霍 尔传感器具有非常广阔旳应用领域。霍尔传感器因为 构造简朴、尺寸小、无触点、动态特征好、寿命长等 特点，因而得到了广泛应用。如磁感应强度、电流、 电功率等参数旳检测都能够选用霍尔器件。它尤其适 合于大电流、微小气隙中旳磁感应强度、高梯度磁场 参数旳测量。另外，也可用于位移、加速度、转速等 参数旳测量以及自动控制。归纳起来，霍尔传感器主 要有下列三个方面旳用途：
与IB旳乘积成正比，在这方面旳应用有模拟乘 法器、霍尔式功率计等。
电流旳测量
霍尔传感器广泛用于测量电流，从而能够制成电流 过载检测器或过载保护装置；在电机控制驱动中，作 为电流反馈元件，构成电流反馈回路；构成电流表。
UGN3501M霍尔电流传感器原理如图所示。
❖ 上图给出了霍尔元件用于测量电流时旳工作原 理图。原则圆环铁心有一种缺口，用于安装霍 尔元件，圆环上绕有线圈，当检测电流经过线 圈时产生磁场，则霍尔传感器就有信号输出。 若采用传感器为UGN—3501M，当线圈为9 匝， 电流为20A时，其电压输出约为7.4V。利用这 种原理，也可制成电流过载检测器或过载保护 装置。
第八章霍尔传感器习题
第八章霍尔传感器习题第八章霍尔传感器习题一、选择题１、属于四端元件的。
A. 应变片B. 压电晶片C. 霍尔元件D. 热敏电阻2、公式E H=K H IB cosθ中的角θ是指。
A. 磁力线与霍尔薄片平面之间的夹角B. 磁力线与霍尔元件内部电流方向的夹角C. 磁力线与霍尔薄片的垂线之间的夹角3、电流互感器时，其二次侧电流多为。
A. 1AB. 7AC. 3AD. 5A4、霍尔元件采用恒流源激励是为了。
A. 提高灵敏度B. 克服温漂C. 减小不等位电势5、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是。
A. 减小激励电流B. 减小磁感应强度C. 使用电桥调零电位器二、填空题：1、多将开关型霍尔IC制作成具有史密特特性是为了，其回差（迟滞）越大，它的能力就越强。
2、OC门的基极输入为低电平、其集电极不接上拉电阻时，集电极的输出为。
3、电流互感器的工作原理和相似，其二次侧电流多为 A；电流互感器的二次回路不允许。
4、霍尔集成电路可分为和。
5、霍尔电流变送器的输出有和。
三、问答题1、解释霍尔交直流钳形表的工作原理？四、计算题某霍尔电流变送器的额定匝数比为1/1000，额定电流值为100A，被测电流母线直接穿过铁心，测得二次侧电流为0.05A，则被测电流为多少?答案：一、选择题：1、C2、C3、D4、B5、C二、填空题：1、抗机械振动干扰、抗机械振动干扰2、高阻态3、变压器、5A、开路4、线性型、开关型5、电压型、电流型三、问答题答：霍尔交直流钳形表是利用霍尔电流变送器的工作原理工作的，它的结构是用一环形（有时也可以是方形）导磁材料作成铁心，包围在被测电流流过的导线（也称电流母线）上，导线电流感生的磁场聚集在铁心中。
利用变压器的原副线圈的电流与线圈匝数的关系，可以求出被测线圈的电流值。
四、计算题答案：50A。
B8霍尔式传感器原理及应用课件
——霍尔元件就成了一种两个模拟信号的乘法器
The End
•霍尔元件在静止状态下具有感受磁场的独特能力 •霍尔元件的特点：
结构简单可靠 体积小 噪声低 动态范围大(输出电压变化范围可达1000:1) 频率范围宽(从直流到微波频段) 寿命长 价格低
•可以广泛应用于测量： 位移 可转化为位移的力和加速度 磁场变化
•应用中不用永久磁铁产生的磁场，而是用一个可变电流作激磁的 可变磁场，输出电压就决定于控制电流和激磁电流的乘积
霍尔传感器的结构
•片芯是一块矩形半导体薄片 一般采用N形锗、锑化铟、砷化铟、砷化镓和磷砷化铟等
•长边两侧面焊有两根控制电流极引线，短边两侧面的中点焊以两导线 输出霍尔电势
•霍尔芯片一般用非磁性金属、陶瓷或环氧树脂封装
霍尔元件的基本电路
VH KH IB sin
•R为调节电阻，调节控制电流的大小 •VH 两端为霍尔电势输出端
(3-48)
•在磁场和控制电流的作用下，输出端有电压输出 •使用时，I 和 B 都可作为输入信号，输出信号正比于两者的乘积 •建立霍尔电势所需的时间极短(10-12~10-14) •所测外界信号频率可以很高
•霍尔元件可制成位移传感器 •霍尔元件置于两相反方向的磁场中 •在a、b两端通入控制电流 i •左半产生的霍尔电势VH1和右半产生的霍尔电势VH2方向相反 •c，d两端输出电压是VH1-VH2，若使初始位置时VH1=VH2，则输出电压为零。 •当霍尔元件相对于磁极作x方向位移时，可得到输出电压VH=VH1-VH2，且 ΔVH数值正比于位移量Δx，正负方向取决于位移Δx的方向 •霍尔元件传感器既能测量位移的大小，又能鉴别位移的方向
该现象称为霍尔效应，所产生的电动势 VH 称为霍尔电势
The End
•霍尔元件在静止状态下具有感受磁场的独特能力 •霍尔元件的特点：
结构简单可靠 体积小 噪声低 动态范围大(输出电压变化范围可达1000:1) 频率范围宽(从直流到微波频段) 寿命长 价格低
•可以广泛应用于测量： 位移 可转化为位移的力和加速度 磁场变化
•应用中不用永久磁铁产生的磁场，而是用一个可变电流作激磁的 可变磁场，输出电压就决定于控制电流和激磁电流的乘积
霍尔传感器的结构
•片芯是一块矩形半导体薄片 一般采用N形锗、锑化铟、砷化铟、砷化镓和磷砷化铟等
•长边两侧面焊有两根控制电流极引线，短边两侧面的中点焊以两导线 输出霍尔电势
•霍尔芯片一般用非磁性金属、陶瓷或环氧树脂封装
霍尔元件的基本电路
VH KH IB sin
•R为调节电阻，调节控制电流的大小 •VH 两端为霍尔电势输出端
(3-48)
•在磁场和控制电流的作用下，输出端有电压输出 •使用时，I 和 B 都可作为输入信号，输出信号正比于两者的乘积 •建立霍尔电势所需的时间极短(10-12~10-14) •所测外界信号频率可以很高
•霍尔元件可制成位移传感器 •霍尔元件置于两相反方向的磁场中 •在a、b两端通入控制电流 i •左半产生的霍尔电势VH1和右半产生的霍尔电势VH2方向相反 •c，d两端输出电压是VH1-VH2，若使初始位置时VH1=VH2，则输出电压为零。 •当霍尔元件相对于磁极作x方向位移时，可得到输出电压VH=VH1-VH2，且 ΔVH数值正比于位移量Δx，正负方向取决于位移Δx的方向 •霍尔元件传感器既能测量位移的大小，又能鉴别位移的方向
该现象称为霍尔效应，所产生的电动势 VH 称为霍尔电势