霍尔元件应用及与磁钢的配合使用
霍尔感应磁铁
霍尔感应磁铁
霍尔感应是一种利用霍尔效应实现的磁铁检测方法。
霍尔效应是指当电流通过具有磁场的导体时，导体两侧会产生电压差的现象。
这种现象是由于电流受到磁场的影响而导致电子发生偏转，从而引起电荷堆积，最终导致电势差的产生。
霍尔感应磁铁是一种常见的磁铁检测方式。
在我们日常生活中，我们经常使用磁铁来吸附物体，如冰箱贴、磁铁钥匙扣等。
而当我们想要检测一个物体是否具有磁性时，霍尔感应磁铁就能派上用场。
使用霍尔感应磁铁进行检测的原理很简单。
首先，我们需要将霍尔传感器放置在要检测的物体附近。
当物体具有磁性时，磁场会影响到霍尔传感器，使其产生电势差。
接下来，我们可以通过测量电势差的大小来判断物体是否具有磁性。
霍尔感应磁铁具有许多优点。
首先，它非常灵敏，可以检测到非常微弱的磁场。
其次，它具有快速响应的特点，可以即时地检测到磁性物体。
此外，霍尔感应磁铁还可以通过改变传感器的位置和方向来检测磁场的强度和方向。
除了在日常生活中应用外，霍尔感应磁铁还广泛用于工业领域。
例如，在汽车制造过程中，霍尔感应磁铁可以用来检测车辆的速度和位置，从而确保车辆的安全。
在电子设备中，霍尔感应磁铁可以用来检测电子元件的位置和方向，以实现精确的控制。
霍尔感应磁铁是一种非常实用的磁铁检测方法。
它通过利用霍尔效应来检测物体是否具有磁性。
这种方法灵敏、快速响应，并且可以广泛应用于日常生活和工业领域。
无论是在家庭还是在工作场所，我们都可以借助霍尔感应磁铁来检测磁性物体，提高工作效率和安全性。
霍尔传感器的工作原理、分类及应用
霍尔传感器是一种磁传感器。
用它可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。
霍尔传感器以霍尔效应为其工作基霍尔传感器是一种磁传感器。
用它可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。
霍尔传感器以霍尔效应为其工作基础，是由霍尔元件和它的附属电路组成的集成传感器。
霍尔传感器在工业生产、交通运输和日常生活中有着非常广泛的应用。
一、霍尔效应霍尔元件霍尔传感器霍尔效应如图1 所示，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，它们之间的关系为。
式中d 为薄片的厚度，k 称为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关。
上述效应称为霍尔效应，它是德国物理学家霍尔于1879 年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。
(二)霍尔元件根据霍尔效应，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。
(三)霍尔传感器由于霍尔元件产生的电势差很小，故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路及稳压电源电路等集成在一个芯片上，称之为霍尔传感器。
霍尔传感器也称为霍尔集成电路，其外形较小，如图2 所示，是其中一种型号的外形图。
二、霍尔传感器的分类霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。
(一)线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极尾随器组成，它输出摹拟量。
(二)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。
三、霍尔传感器的特性(一)线性型霍尔传感器的特性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。
(二)开关型霍尔传感器的特性如图4 所示，其中BOP 为工作点“开”的磁感应强度，BRP 为释放点“关”的磁感应强度。
霍尔传感器中的磁钢
霍尔传感器中的磁钢全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：霍尔传感器是一种利用霍尔效应来测量磁场的传感器。
在霍尔传感器中，磁钢是起到关键作用的一个部件。
磁钢通过产生磁场来引导传感器的工作，影响着传感器的灵敏度、稳定性和精度。
本文将介绍霍尔传感器中的磁钢及其在传感器中的作用。
我们来简单了解一下霍尔效应。
霍尔效应是指当导体中流动电流时，沿导体垂直方向施加磁场时，导体两侧出现电势差的现象。
这种现象被称为霍尔效应，可以用来测量磁场的大小。
霍尔传感器就是利用这种效应来进行磁场测量的一种传感器。
在霍尔传感器中，磁钢起到导引磁场的作用。
磁钢通常是由钴、镍、铁等材料制成，具有良好的导磁性能。
当磁钢受到外界磁场的影响时，会产生一个相对较强的磁场，从而引导传感器工作。
磁钢的形状、尺寸和材料都会影响到传感器的响应速度、稳定性和灵敏度。
磁钢的形状对传感器性能的影响很大。
通常情况下，磁钢的形状会设计成圆柱形、方形或其他形状，以确保磁场的均匀性和强度。
磁钢的表面也会进行磨砂处理，以减小表面粗糙度，提高磁场的传导性能。
磁钢的尺寸也会影响到传感器的响应速度。
磁钢过大会使磁场变得过于集中，影响传感器的灵敏度和分辨率；磁钢过小则会导致磁场不足，影响传感器的测量精度。
除了形状和尺寸，磁钢的材料也是影响传感器性能的重要因素。
常用的磁钢材料有硬磁材料和软磁材料两种。
硬磁材料如钕铁硼合金具有较高的磁导率和矫顽力，适合用于制作强磁场传感器；软磁材料如镍铁合金则具有低矫顽力和高磁导率，适合用于制作高灵敏度传感器。
选择合适的磁钢材料可以有效提高传感器的性能。
磁钢在霍尔传感器中扮演着重要的角色。
磁钢的形状、尺寸和材料都会影响到传感器的性能。
合理设计和选择磁钢可以提高传感器的响应速度、稳定性和灵敏度，使传感器在磁场测量中具有更好的表现。
希望本文对霍尔传感器中的磁钢有所帮助，让读者对传感器技术有更深入的了解。
第二篇示例：霍尔传感器是一种常用于测量磁场的传感器，其中的核心部件就是磁钢。
霍尔元器件的应用
霍尔元器件的应用
霍尔元器件是一种能够测量磁场强度的电子元器件，具有很多应用。
其中最常见的应用就是在传感器中使用，以便测量磁场或者检测物体的位置、速度等信息。
此外，霍尔元器件还可以用于制作电源控制器、模拟开关、直流电机和风扇的速度控制器、医疗仪器等领域。
在传感器方面，霍尔元器件可以用于测量磁场的强度和方向，用于地磁测量、磁导航等。
同时，霍尔元器件也可以用于检测物体的位置、速度和方向，应用于汽车、电梯、安全门等领域。
在这些应用中，霍尔元器件能够快速、准确地检测到物体的运动状态，从而保证设备的正常工作。
另外，霍尔元器件还可以用于制作电源控制器。
由于霍尔元器件可以直接测量电流的强度，因此它可以用来控制电源的输出电流。
在电源控制器中，霍尔元器件可以检测输出电流，从而保证电源的稳定性和安全性。
此外，霍尔元器件还可以用于制作直流电机和风扇的速度控制器，使得电机的转速和风扇的风速可以随需求
而变化。
在医疗仪器领域，霍尔元器件可以用于测量人体血液中的血流速度。
通过在血管上放置霍尔元器件，可以测量血液在血管内的流速，并通过计算得出血液流量。
这项技术在心脏病学、神经外科等领域具有广泛的应用。
除此之外，霍尔元器件还可以用于测量脑部神经信号，检测脑血流和血氧含量等。
总的来说，霍尔元器件具有广泛的应用领域，能够在许多不同的设备和系统中发挥重要作用。
霍尔元件原理及使用方法
霍尔器件是一种对磁场强度起反应的小型器件，只要它附近的磁场有变化它就有反应并输出相应的电压或脉冲电压（开关型霍尔器件）。
在用霍尔传感器测量直流电动机的转速时，将一个小磁铁块固定在电机的转子上，
将霍尔传感器（开关型）靠近小磁铁附近，当电机转动以后，磁铁会以一定的周期靠近传感器一次，这样霍尔传感器将输出一个高电平，
当小磁铁远离传感器时，传感器输出一个低电平。
将这个脉冲送到单片机内部定时器，计算出脉冲一个周期的时间，就可以算出电机的转速。
◆霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。
（一）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。
（二）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。
◆霍尔器件只有三个引脚，一个接电源正极，一个接电源负极，再有一个就是输出端。
具体接线可参考下图：。
霍尔传感器
霍尔与磁钢的应用：霍尔传感器的外形图和与磁场的作用关系。
磁钢用来提供霍尔能感应的磁场，当霍尔元件以切割磁力线的方式相对磁钢运动时，在霍尔输出端口就会有电压输出，所以霍尔传感器和磁钢需要配对使用。
在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢，霍尔传感器固定在圆盘外缘附近。
圆盘每转动一圈，霍尔传感器便输出一个脉冲。
通过单片机测量产生脉冲的频率，就可以得出圆盘的转速。
同样道理，根据圆盘(车轮)的转速，再结合圆盘的周长就是计算出物体的位移。
如果要增加测量位移的精度，可以在圆盘(车轮)上多增加几个磁钢。
A1104输入电压：4.5-28V；工作电流：20mA；为常开型霍尔元件。
备注：当没有信号产生时，可以改变一下磁钢的方向，霍尔对磁钢方向有要求。
没有磁钢时输出高电平，有磁钢时输出低电平。
行业应用：
1.电机的转速测量；
1) 电动自行车速度测量；
2)智能小车位移测量等。
2.针织机、绣花机
3.舞台灯光。
霍尔传感器应用
霍尔传感器的应用班级：电子131502班姓名：李泓学号:0213一、霍尔效应、霍尔元件、霍尔传感器（一）霍尔效应：如〔图1〕所示，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，它们之间的关系为。
图中d 为薄片的厚度，k称为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关。
上述效应称为霍尔效应，它是德国物理学家霍尔于1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。
（二）霍尔元件：根据霍尔效应，人们用半导体材料制成霍尔元件。
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。
（三）霍尔传感器：由于霍尔元件产生的电势差很小，故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路及稳压电源电路等集成在一个芯片上，称之为霍尔传感器。
霍尔传感器也称为霍尔集成电路，其外形较小，如〔图2〕所示，是其中一种型号的外形图。
二、霍尔传感器的分类霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。
（一）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。
（二）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。
三、霍尔传感器的特性（一）线性型霍尔传感器的特性：输出电压与外加磁场强度呈线性关系，如〔图3〕所示，在B1～B2的磁感应强度范围内有较好的线性度，磁感应强度超出此范围时则呈现饱和状态。
（二）开关型霍尔传感器的特性：如〔图4〕所示，其中BOP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Bop时，传感器输出低电平，当磁感应强度降到动作点Bop以下时，传感器输出电平不变，一直要降到释放点BRP时，传感器才由低电平跃变为高电平。
Bop与BRP之间的滞后使开关动作更为可靠。
霍尔元件典型应用
霍尔元件典型应用：未端位置检测电动车窗无刷直流电机流量计转速测量可替代微动开关一、霍尔元件的工作原理：所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象。
金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。
当电流通过金属箔片时，若在垂直于电流的方向施加磁场，则金属箔片两侧面会出现横向电位差。
半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显，而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。
利用霍尔效应可以设计制成多种传感器。
霍尔电位差UH的基本关系为UH=RHIB/d （18）RH=1/nq（金属）（19）式中RH——霍尔系数：n——载流子浓度或自由电子浓度；q——电子电量；I——通过的电流；B——垂直于I的磁感应强度；d——导体的厚度。
由于通电导线周围存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔元件测量出磁场，就可确定导线电流的大小。
利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。
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，特别适合于大电流传感。
若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H的电磁场中，则在该元件中将产生电流I，元件上同时产生的霍尔电位差与电场强度E成正比，如果再测出该电磁场的磁场强度，则电磁场的功率密度瞬时值P可由P=EH确定。
利用这种方法可以构成霍尔功率传感器。
如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上，当装在运动物体上的永磁体经过它时，可以从测量电路上测得脉冲信号。
根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。
若测出单位时间内发出的脉冲数，则可以确定其运动速度线性霍尔元件OH3503/OH49E--用于电动车调速转把OH3503线性霍尔电路由电压调整器，霍尔电压发生器，线性放大器和射极跟随器组成，其输入是磁感应强度，输出是和输入量成正比的电压。
静态输出电压（B=0GS）是电源电压的一半。
S磁极出现在霍尔传感器标记面时，将驱动输出高于零电平；N磁极将驱动输出低于零电平；瞬时和比例输出电压电平决定与器件最敏感面的磁通密度。
霍尔传感器中的磁钢
霍尔传感器中的磁钢
一、霍尔传感器工作原理
霍尔传感器是一种基于霍尔效应工作的传感器，它通过测量磁场来检测物体的位置、速度和方向等参数。
其工作原理是基于霍尔效应，即当电流通过金属或半导体的一端时，会在另一端产生电势差。
这个电位差受到该金属或半导体所处磁场的影响。
二、磁钢的作用
霍尔传感器的工作有赖于磁场，在实际应用中，经常使用磁钢来产生磁场。
磁钢的强制磁场作用下，将在检测范围内形成磁场。
霍尔传感器所处的位置，会受到检测物体磁场的影响。
当检测物体靠近传感器时，磁钢产生的磁场就会改变，相应的，霍尔传感器检测到的电位差也会发生相应的变化。
霍尔传感器通常需要与磁场结合使用，磁钢便是一种能够产生稳定、强烈磁场的材料。
它与霍尔传感器结合使用的主要目的是为了增强传感器自身的感应能力。
在玩具车、电子钟、电荷器、货币辨别器等电子产品中，磁钢与霍尔传感器的应用可以使该电子产品更加精准、灵敏。
三、磁钢的选择
在应用中，磁钢的选择是非常重要的。
正确的磁钢能够产生良好的磁场，从而提高传感器的精度和灵敏度。
通常，磁钢的形状和大小会根据具体的应用需求进行选择。
例如，用于车辆安全应用的霍尔传感器需要具有高精度和高灵敏度，因此需要选择高级别的磁钢。
四、结论
在霍尔传感器中，磁钢的作用是不可忽视的，磁场的质量直接影响到传感器的精度和灵敏度。
我们可以根据实际应用需求选择恰当的磁钢，从而提高传感器的性能和可靠性。
霍尔元件应用
霍尔元件应用霍尔元件是一种用于测量、检测和控制电磁场的电子元件，它具有精确、可靠和可重复性好的特点，因此在电子设备中得到了广泛的应用。
霍尔元件是一种电磁开关，它可以自动检测外界电磁场，并采取相应措施。
它由一个绕着磁性材料的探头组成，探头中的电流变化会引起磁力变化，并影响元件的内部状态。
当外界电磁场变化时，探头的磁力也会发生变化，电流的变化会影响元件的内部电路，最终引起元件的变化，实现检测与控制的功能。
霍尔元件在家用电器中的应用霍尔元件广泛用于家用电器，如电视、洗衣机、空调、微波炉等，其作用是检测和控制电器的运行状态，使其运行更加安全可靠。
例如，洗衣机中的霍尔元件，一般用于检测洗衣机的滚筒运转情况，如果发现转动速度不正常就会停止运转，以避免造成洗衣机损坏，使用更加安全可靠。
另外，在电视机中，霍尔元件可以帮助电视机自动检测出外接设备，比如接收机、DVD播放机等，从而使用者不必再去调整设备，使用更加方便。
在空调中，霍尔元件可以用于检测空调门的开关情况，以避免因空调门开关不当而造成空调进气口堵塞，从而影响空调的散热效果，使用更加安全可靠。
霍尔元件在工业设备中的应用除了家用电器中的应用外，霍尔元件还广泛应用于工业设备，如机床、空压机、风机、电磁阀等，用于检测和控制设备的运行状态，提高设备的安全可靠性。
例如，在机床中，霍尔元件可以用于检测机床的运转情况，当发现转动速度不正常时可以自动停止机床的运转，以避免造成机床损坏，提高设备的使用安全性。
此外，在空压机中，霍尔元件可以用于检测气体的流量与压力，及时发现空压机的异常状况，以便适时关闭空压机，以避免出现安全事故。
综上所述，霍尔元件可以说是一种具有重要应用价值的电子元件，它可以用于检测和控制家用电器和工业设备的运行状态，使其安全可靠，受到广大用户的喜爱。
高中物理实验测量磁感应强度与霍尔电压的关系
高中物理实验测量磁感应强度与霍尔电压的关系磁感应强度与霍尔电压之间的关系是物理学实验中一个重要的研究课题。
本实验的目的是通过实际测量和数据分析，探究磁感应强度对霍尔电压的影响，并建立二者之间的定量关系。
本文将介绍实验装置、操作步骤和数据处理方法，并讨论实验结果的意义和应用。
实验装置：1. 磁铁：使用强度稳定、磁场均匀的磁铁，确保实验结果的准确性。
2. 霍尔元件：选用高灵敏度的霍尔元件，以获得准确的霍尔电压值。
3. 电源：提供稳定的电流，用于产生磁场。
4. 电阻箱：用于调节电流的大小，以控制磁感应强度的变化。
5. 落地架：用于固定实验装置和调整位置，确保实验过程的稳定性。
6. 电压表：用于测量霍尔电压的数值。
操作步骤：1. 将磁铁垂直地放置在霍尔元件的一侧，确保磁场线与元件的法向垂直。
2. 将电源接入电路，并在恒定电流下测量相应的霍尔电压。
3. 调节电阻箱的阻值，改变电流大小，测量不同电流对应的霍尔电压。
4. 记录实验数据，并进行多次重复实验，以提高实验结果的可靠性。
5. 利用已测得的数据，绘制磁感应强度与霍尔电压的曲线图。
6. 根据实验数据进行拟合，得到磁感应强度与霍尔电压之间的数学关系。
数据处理：1. 利用已测得的数据，进行曲线拟合，以得到磁感应强度与霍尔电压的数学模型。
2. 使用适当的数据处理软件，进行线性回归或非线性回归拟合，并确定拟合的相关系数。
3. 探讨实验数据的可靠性，如误差来源、实验器材的精确度等。
4. 分析实验结果的意义，讨论磁感应强度与霍尔电压之间的定量关系，以及其在实际应用中的价值。
5. 进行误差分析，评估实验结果的准确性和可靠性。
实验结果的意义和应用：1. 通过实验测量和数据分析，得到磁感应强度与霍尔电压的关系图，并得到了定量关系的数学模型。
2. 这一定量关系对于研究磁场特性和实现磁场控制具有重要意义。
3. 磁感应强度与霍尔电压的关系可以应用于磁传感器、磁测量仪器和磁力控制系统等领域。
霍尔与磁钢的感应距离计算
霍尔与磁钢的感应距离计算霍尔效应是指当电流通过导体时，如果将导体放在磁场中，磁场会对导体中的电荷产生作用，从而在导体两侧形成电势差，这种现象称为霍尔效应。
霍尔效应的应用非常广泛，其中之一就是用于测量磁场的强度。
磁钢是一种永久磁体，可以产生稳定的磁场。
在实际应用中，我们经常需要测量磁钢的磁场强度，而霍尔效应正是一种常用的测量方法之一。
让我们来了解一下霍尔效应的原理。
霍尔元件是一种特殊的半导体材料，它的结构包括一个薄片状的半导体材料和两个电极。
当电流通过霍尔元件时，磁场会对电子施加一个力，使得电子在元件内部偏转，最终导致在元件两侧产生一个电势差。
这个电势差与电流和磁场的强度成正比，这就是霍尔效应的基本原理。
在测量磁钢的磁场强度时，我们可以将霍尔元件固定在一个位置上，然后将磁钢靠近霍尔元件。
由于磁钢产生的磁场会对霍尔元件中的电子施加一个力，从而使得在霍尔元件两侧产生一个电势差。
通过测量这个电势差的大小，我们就可以间接地得到磁钢的磁场强度。
然而，需要注意的是，霍尔元件与磁钢之间的感应距离并不是无限大的。
当磁钢离霍尔元件太远时，磁场的强度会迅速减小，从而使得霍尔元件两侧的电势差变得非常小。
因此，在实际测量中，我们需要根据具体的应用需求选择合适的感应距离。
为了进一步提高测量的精度，我们还可以采取一些增强磁场的措施。
例如，可以选择磁场强度较大的磁钢，或者将多个磁钢排列在一起，以增加总的磁场强度。
另外，可以使用磁场屏蔽材料将磁场局限在一个较小的范围内，从而减小磁场的衰减。
除了霍尔效应，还有其他一些方法可以测量磁场的强度。
例如，可以使用磁感应强度计或磁力计等设备进行直接测量。
然而，与这些方法相比，霍尔效应具有测量精度高、响应速度快、无需直接接触等优点，因此在很多场合下被广泛应用。
霍尔效应是一种常用的测量磁场强度的方法，可以通过测量霍尔元件两侧的电势差间接地得到磁场的强度。
在实际应用中，我们需要选择合适的感应距离，并采取一些增强磁场的措施，以提高测量的精度。
霍尔元件及其应用
霍尔元件及其应用
霍尔元件是一种能够感应磁场的半导体器件，通过利用霍尔效应来测量磁场的强度和方向。
霍尔元件通常由半导体材料制成，具有高灵敏度、高分辨率、快速响应和低噪声等特点。
霍尔元件广泛应用于磁场测量、电流传感、角度测量、速度测量和位置检测等领域。
其中，最常见的应用是电流传感，霍尔元件可以将电流转换为电压信号，从而实现电流测量。
此外，霍尔元件还常用于汽车电子、电力电子、航空航天等领域中的磁场测量和位置检测。
随着现代电子技术的不断发展，霍尔元件的应用领域不断拓展。
例如，在医疗领域中，霍尔元件可以用于测量人体内部的磁场，从而实现诊断和治疗。
在智能家居领域中，霍尔元件可以用于测量门窗的开关状态，从而实现智能安防。
总之，霍尔元件是一种重要的电子器件，具有广泛的应用前景。
随着技术的不断发展，相信霍尔元件将会在更多的领域中得到应用和发展。
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霍尔元件应用及与磁钢的配合使用
霍尔元件应用及与磁钢的配合使用1 霍尔器件的应用1.1 应用的一般问题1.1.1 测量磁场使用霍尔器件检测磁场的方法极为简单，将霍尔器件作成各种形式的探头，放在被测磁场中，因霍尔器件只对垂直于霍尔片的表面的磁感应强度敏感，因而必须令磁力线和器件表面垂直，通电后即可由输出电压得到被测磁场的磁感应强度。
若不垂直，则应求出其垂直分量来计算被测磁场的磁感应强度值。
而且，因霍尔元件的尺寸极小，可以进行多点检测，由计算机进行数据处理，可以得到场的分布状态，并可对狭缝，小孔中的磁场进行检测。
1.1.2 工作磁体的设置用磁场作为被传感物体的运动和位置信息载体时，一般采用永久磁钢来产生工作磁场。
例如，用一个5×4×2.5（mm3）的钕铁硼Ⅱ号磁钢，就可在它的磁极表面上得到约2300高斯的磁感应强度。
在空气隙中，磁感应强度会随距离增加而迅速下降。
为保证霍尔器件，尤其是霍尔开关器件的可靠工作，在应用中要考虑有效工作气隙的长度。
在计算总有效工作气隙时，应从霍尔片表面算起。
在封装好的霍尔电路中，霍尔片的深度在产品手册中会给出。
因为霍尔器件需要工作电源，在作运动或位置传感时，一般令磁体随被检测物体运动，将霍尔器件固定在工作系统的适当位置，用它去检测工作磁场，再从检测结果中提取被检信息。
工作磁体和霍尔器件间的运动方式有：(a)对移；(b)侧移；(c)旋转；(d)遮断。
如图7所示，图中的TEAG即为总有效工作气隙。
图7 霍尔器件和工作磁体间的运动方式在遮断方式中，工作磁体和霍尔器件以适当的间隙相对固定，用一软磁（例如软铁）翼片作为运动工作部件，当翼片进入间隙时，作用到霍尔器件上的磁力线被部分或全部遮断，以此来调节工作磁场。
被传感的运动信息加在翼片上。
这种方法的检测精度很高，在125℃的温度范围内，翼片的位置重复精度可达50μm。
图8 在霍尔器件背面放置磁体也可将工作磁体固定在霍尔器件背面（外壳上没打标志的一面），让被检的铁磁物体（例如钢齿轮）从它们近旁通过，检测出物体上的特殊标志（如齿、凸缘、缺口等），得出物体的运动参数。
霍尔元件应用及其原理
霍尔元件及其应用（一）时间：2009-10-20 13:02:40Hall Sensing Components & Devices and Its Application摘要: 霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器,已发展成一个品种多样的磁传感器产品族，并已得到广泛的应用。
本文简要介绍其工作原理，产品特性及其典型应用。
1 引言霍尔器件是一种磁传感器。
用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。
霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。
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（可达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℃～1 50℃。
按照霍尔器件的功能可将它们分为: 霍尔线性器件和霍尔开关器件。
前者输出模拟量，后者输出数字量。
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，后者是检测受检对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。
2 霍尔效应和霍尔元件2.1 霍尔效应如图1所示，在一块通电的半导体薄片上，加上和片子表面垂直的磁场B，在薄片的横向两侧会出现一个电压，如图1中的VH，这种现象就是霍尔效应，是由科学家爱德文²霍尔在1879年发现的。
VH称为霍尔电压。
（a）霍尔效应和霍尔元件这种现象的产生，是因为通电半导体片中的载流子在磁场产生的洛仑兹力的作用下，分别向片子横向两侧偏转和积聚，因而形成一个电场，称作霍尔电场。
霍尔磁敏传感器的原理及应用
霍尔磁敏传感器的原理及应用霍尔传感器因为体积小、成本低、一致性好等优点，因而广泛应用在机械测试、自动化测量等领域。
1引言由霍尔效应的原理知，霍尔电势的大小取决于：式中，R h为霍尔常数，它与半导体材质有关；I C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，V h将完全取决于被测的磁场强度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 C的输入端，另两根是霍尔电压的输出端。
如果两输出端构成外回路，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代。
为了达到高的灵敏度，有的霍尔元件的传感面上装有高导磁系数的坡莫合金；这类传感器的霍尔电势较大，但在0.05T左右出现饱和，仅适用在低量限、小量程下使用。
近年来，由于半导体技术的飞速发展，出现了各种类型的新型集成霍尔元件。
这类元件可以分为两大类，一类是线性元件，另一类是开关类元件。
2线性霍尔元件的原理及应用UGN350lT是一种目前较常用的三端型线性霍尔元件。
它由稳压器、霍尔发生器和放大器组成。
用UGN350lT可以十分方便地组成一台高斯计。
其使用十分简单，先使B=0，记下表的示值V OH，再将探头端面贴在被测对象上，记下新的示值V OH1。
ΔV OH=V OH1-V OH如果ΔV OH＞0，说明探头端面测得的是N极；反之为S极。
UGN3501T的灵敏度为7V／T，由此即可测出相应的被测磁感应强度B。
如果采用数字电压表(DVM)，可得图1所示的线性高斯计。
运放采用高精度运放CA3130。
该电路的具体调零方式为：开启电源后，令B=0，调节W1使DVM的示值为零，然后用一块标准的钕铝硼磁钢(B=0.1T)贴在探头端面上，调节W2使DVM的示值为1V即可。
本高斯计检测时示值如果为-200mV，则探头端面检测的是S极，磁场强度为0．02T。
本高斯计也可用来测量交变的磁场，不过DVM 应改为交流电压表。
霍尔元件在检测金属中的应用
霍尔元件在检测金属中的应用
一、测量原理
在图1-1中，当被测金属在测量范围以内时，金属被永久磁铁磁化，使穿过霍尔
元件在磁感应强度B增加，从而使霍尔元件的输出电U H也增加。
金属磁化的相对面积越大，并且金属离霍尔元件的距离越小，导致于霍尔元件的输出电压U H的增加量越大。
将霍尔元件的输出电压U H通过由放大器A1、A2和A3组成的仪表放大器进行放
大后，其输出电压U1，该电压U1通过A/D转换器，最后送入单片机中进行显示和报警。
图1-1测量电路
二、霍尔元件的选择
可选用精度好的线性霍尔元件，如H493，HT493，SS495A1等。
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霍尔元件应用及与磁钢的配合使用
1 霍尔器件的应用
1.1 应用的一般问题
1.1.1 测量磁场
使用霍尔器件检测磁场的方法极为简单，将霍尔器件作成各种形式的探头，放在被测磁场中，因霍尔器件只对垂直于霍尔片的表面的磁感应强度敏感，因而必须令磁力线和器件表面垂直，通电后即可由输出电压得到被测磁场的磁感应强度。
若不垂直，则应求出其垂直分量来计算被测磁场的磁感应强度值。
而且，因霍尔元件的尺寸极小，可以进行多点检测，由计算机进行数据处理，可以得到场的分布状态，并可对狭缝，小孔中的磁场进行检测。
1.1.2 工作磁体的设置
用磁场作为被传感物体的运动和位置信息载体时，一般采用永久磁钢来产生工作磁场。
例如，用一个5×4×2.5（mm3）的钕铁硼Ⅱ号磁钢，就可在它的磁极表面上得到约2300高斯的磁感应强度。
在空气隙中，磁感应强度会随距离增加而迅速下降。
为保证霍尔器件，尤其是霍尔开关器件的可靠工作，在应用中要考虑有效工作气隙的长度。
在计算总有效工作气隙时，应从霍尔片表面算起。
在封装好的霍尔电路中，霍尔片的深度在产品手册中会给出。
因为霍尔器件需要工作电源，在作运动或位置传感时，一般令磁体随被检测物体运动，将霍尔器件固定在工作系统的适当位置，用它去检测工作磁场，再从检测结果中提取被检信息。
工作磁体和霍尔器件间的运动方式有：(a)对移；(b)侧移；(c)旋转；(d)遮断。
如图7所示，图中的TEAG即为总有效工作气隙。
图7 霍尔器件和工作磁体间的运动方式
在遮断方式中，工作磁体和霍尔器件以适当的间隙相对固定，用一软磁（例如软铁）翼片作
为运动工作部件，当翼片进入间隙时，作用到霍尔器件上的磁力线被部分或全部遮断，以此来调节工作磁场。
被传感的运动信息加在翼片上。
这种方法的检测精度很高，在125℃的温度范围内，翼片的位置重复精度可达50μm。
图8 在霍尔器件背面放置磁体
也可将工作磁体固定在霍尔器件背面（外壳上没打标志的一面），让被检的铁磁物体（例如钢齿轮）从它们近旁通过，检测出物体上的特殊标志（如齿、凸缘、缺口等），得出物体的运动参数。
1.1.3 与外电路的接口
霍尔开关电路的输出级一般是一个集电极开路的NPN晶体管，其使用规则和任何一种相似的NPN开关管相同。
输出管截止时，输漏电流很小，一般只有几nA，可以忽略，输出电压和其电源电压相近，但电源电压最高不得超过输出管的击穿电压（即规范表中规定的极限电压）。
输出管导通时，它的输出端和线路的公共端短路。
因此，必须外接一个电阻器（即负载电阻器）来限制流过管子的电流，使它不超过最大允许值（一般为20mA），以免损坏输出管。
输出电流较大时，管子的饱和压降也会随之增大，使用者应当特别注意，仅这个电压和你要控制的电路的截止电压（或逻辑“零”）是兼容的。
以与发光二极管的接口为例，对负载电阻器的选择作一估计。
若在Io为20mA（霍尔电路输出管允许吸入的最大电流），发光二极管的正向压降VLED=1.4V，当电源电压VCC=12V
时，所需的负载电阻器的阻值（4）
和这个阻值最接近的标准电阻为560Ω，因此，可取560Ω的电阻器作为负载电阻器。
用图9表示简化了的霍尔开关电路，图10表示与各种电路的接口：（a）与TTL电路；(b)与CMOS电路；(c)与LED；(d)与晶闸管。
图9简化的霍尔开关示意图
图10 霍尔开关与电路接口举例
与这些电路接口时所需的负载电阻器阻值的估算方法，和式（4）的方法相同。
若受控的电路所需的电流大于20mA，可在霍尔开关电路与被控电路间接入电流放大器。
霍尔器件的开关所需的电流大于20mA，可在霍尔开关电路与被电路间接入电流放大器。
霍尔器件的开关作用非常迅速，典型的上升时间和下降时间在400nS范围内，优于任何机械开关。
3.2 应用实例
下面我们将举出一些应用实例。
这些例子仅是该类应用中的一种，用同样的原理和方法，使用者可根据自己的使用需要，设计出自己的应用装置。
1.2.1检测磁场
用霍尔线性器件作探头，测量10－6T～10T的交变和恒定磁场，已有许多商品仪器。
这里，仅介绍一种用经过校准的UGN3503或A3515型霍尔线性电路来检测磁场的磁感应强度的简便方法。
电路出厂时，工厂可提供每块电路的校准曲线和灵敏度系数。
测量时，将电路第一脚（面对标志面从左到右数）接电源，第二脚接地，第三脚接高输入阻抗（>10kΩ）电压表，通电后，将电路放入被测磁场中，让磁力线垂直于电路表面，读出电压表的数值，即可从校准曲线上查得相应的磁感应强度值。
使用前，将器件通电一分钟，使之达到稳定。
用灵敏度系数计算被测磁场的B值时，可用
B=[V out(B)－V out(o)]1000/S
式中，V out(B)=加上被测磁场时的电压读数，单位为V，V out(o)=未加被测磁场时的电压读数，单位为V，S=灵敏度系数，单位为mV/G(高斯)，B=被测磁场的磁感应强度，单位为G。
3.2.2 检测铁磁物体
在霍尔线性电路背面偏置一个永磁体，如图11所示。
图11（a）表示检测铁磁物体的缺口，图11（b）表示检测齿轮的齿。
它们的电路接法见图12，(a)为检测齿轮，(b)为检测缺口。
用这种方法可以检测齿轮的转速。
图11 用霍尔线性电路检测铁磁物体
图12 用霍尔线性电路检测齿口的线路
1.2.3 用在直流无刷电机中
直流无刷电机使用永磁转子，在定子的适当位置放置所需数量的霍尔器件，它们的输出和相应的定子绕组的供电电路相连。
当转子经过霍尔器件附近时，永磁转子的磁场令已通电的霍尔器件输出一个电压使定子绕组供电电路导通，给相应的定子绕组供电，产生和转子磁场极性相同的磁场，推斥转子继续转动。
到下一位置，前一位置的霍尔器件停止工作，下位的霍尔器件导通，使下一绕组通电，产生推斥场使转子继续转动。
如此循环，维持电机的工作。
其工作原理示于图13。
在这里，霍尔器件起位置传感器的作用，检测转子磁极的位置，它的输出使定子绕组供电电路通断，又起开关作用，当转子磁极离去时，令上一个霍尔器件停止工作，下一个器件开始工作，使转子磁极总是面对推斥磁场，霍尔器件又起定子电流的换向作用。
无刷电机中的霍尔器件，既可使用霍尔元件，也可使用霍尔开关电路。
使用霍尔元件时，一般要外接放大电路，如图14所示，使用霍尔开关电路，可直接驱动电机绕组，使线路大为简化，如图15所示。
图13 霍尔元件在无刷电机中的工作（其中的HG为霍尔元件）
图14 采用霍尔元件的电机驱动电路（图中的H为霍尔元件）
FD1157
图15 用FD1157霍尔开关锁定电路直接驱动电机的线路示意图（图中的线圈为电机定子绕组）。