4-7-2 常用传感器-霍尔传感器
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。
霍尔传感器的分类、霍尔效应与霍尔传感器的应用
霍尔传感器的分类、霍尔效应与霍尔传感器的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。
霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。
霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（A.H.Hall，18551938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。
后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。
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。
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。
霍尔传感器的分类霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。
（一）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。
开关型霍尔传感器还有一种特殊的形式，称为锁键型霍尔传感器。
（二）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。
线性霍尔传感器又可分为开环式和闭环式。
闭环式霍尔传感器又称零磁通霍尔传感器。
线。
霍尔传感器资料
在制动过程中，各车轮制动未出现趋于抱死 时，ABS不工作，此时制动过程与常规制动 过程完全相同。在制动过程中，当ABS电脑 判定有车轮制动趋于抱死时，就开始对相应 的控制通道进行防抱死控制，将车轮滑移率 控制在最佳范围之间，直至汽车速度很低或 停止。
在制动过程中，如果汽车为高速急转弯，当
汽车的横向加速度达到一定值时，横向加速 度开关中的一对触点就会断开，ABS电脑不 再有蓄电池电压信号，ABS电脑由此判定汽 车横向加速度已超过设定的界限值，就会对 其防抱死控制过程进行修正，使ABS更为有 效地工作
图1 HE-01霍尔转速传感器
图2 霍尔速度传感器的内部结构
❖ 利用霍尔传感器测转速的结果原理如图2所示。 它实际就是利用霍尔开关与电机轴连接的轮 片上粘有多对小磁钢（N.S极），小磁钢越 多，分辨率就越高。霍尔开关固定在小磁钢 附近，轮旋转时，磁钢经过霍尔开关集成电 路时，开关集成器就会产生一个响应的脉冲， 检测出的单位时间的脉冲数，其长度就是轮 轴的转动周期T及其转速n。
1- 2 霍尔元件 （a）外形结构示意图 （b）图形符号
霍尔传感器
霍尔电压传感器
1.2 霍尔传感器的应用
（一）、差动霍尔电路制成的霍尔齿轮传感 器，如图1所示,新一代的霍尔齿轮转速传感 器，广泛用于汽车智能发动机，作为点火定 时用的速度传感器，用于ABS（汽车防抱死
制动系统）作为车速传感器等。
n=1/T
UH
=RH
IB d
K
HIB
霍尔电势正比于激励电流及磁感应强度,其灵敏度与霍尔常数
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。
❖ ABS（Anti-lock Braking System）防抱死 制动系统，它与传统的制动系统协同工作， 是一种安全、有效的制动辅助系统.通过安装 在车轮上的传感器发出车轮将被抱死的信号， 控制器指令调节器降低该车轮制动缸的油压， 减小制动力矩，经一定时间后，再恢复原有 的油压，不断的这样循环（每秒可达5~10 次），始终使车轮处于转动状态而又有最大 的制动力矩。
简述霍尔传感器工作原理
简述霍尔传感器工作原理霍尔传感器是目前比较常用的一种非接触式磁传感器，可以用来测量磁场的强度和方向。
霍尔传感器工作原理基于霍尔效应，其主要分为两种类型：霍尔元件和霍尔IC。
一、霍尔元件的工作原理霍尔元件是一种半导体元件，由一块导电材料（通常是铜、银）和两个端子组成。
导电材料的两端产生悬浮的电势差，当磁场作用于元件的侧壁时，由于磁场的作用，导电材料中的电子偏移，从而在元件的侧壁产生电势差。
这个电势差值与磁场的强度和方向成正比，可以通过测量电势差值来计算磁场的强度和方向。
虽然霍尔元件可以测量磁场，但其输出电压信号非常小，并且容易受到温度变化的影响。
现代的霍尔元件通常与放大器电路和温度补偿电路结合使用，以获得更准确、稳定的输出信号。
二、霍尔IC的工作原理与霍尔元件相比，霍尔IC拥有更高的输出电压和更高的灵敏度。
霍尔IC由霍尔元件、电压调节器、比例放大器等部件组成。
当磁场作用于霍尔元件时，元件中的电子偏移，从而产生沿着霍尔元件宽度方向的电势差。
这个电势差被放大并处理，以产生与磁场强度成正比的电压信号。
霍尔IC还可以通过改变供电电压来改变灵敏度，从而使其适应不同的应用需求。
霍尔传感器具有快速响应、高精度和不受磨损等优点，已广泛应用于机械、自动化、汽车、工业控制、医疗设备等领域。
霍尔传感器具有许多优点，因此已被广泛应用于多种领域，例如：一、汽车霍尔传感器被广泛用于汽车领域，能够测量引擎转速、速度、位置、加速度等参数。
特别是在电子喷油系统和点火系统中，霍尔传感器的精确测量成为确定燃油雾化、燃烧质量和排放的重要条件。
二、医疗设备在医疗设备领域，霍尔传感器可用于测量呼吸、血运、血压和心电等生理参数，也可用于控制诊断和治疗设备。
在医学图像检测和影像处理中，霍尔传感器也有其独特的应用。
三、自动化霍尔传感器在自动化领域也被广泛应用。
霍尔传感器可以作为步进电机的位置检测传感器，也可用于控制气缸和其他机械组件的位置和速度。
《霍尔式传感器》课件
霍尔式传感器能够将磁场变化转化为电信号，从而检测汽车发动机的转速和车速。在汽车气瓶压力检 测中，霍尔式传感器可以实时监测气瓶压力，确保行车安全。
在环境监测中的应用
总结词
霍尔式传感器在环境监测领域的应用主要包括空气质量检测、水质监测和气象监测等方面。
详细描述
在空气质量检测中，霍尔式传感器可以检测空气中的有害气体和颗粒物，为环境保护提供数据支持。在水质监测 中，它可以检测水中的溶解氧、PH值等参数，确保水质安全。在气象监测中，霍尔式传感器可以用于风速、风 向等参数的测量。
感谢您的观看
4. 对于长期不使用的传感器，应定期通电检查，防止性能下降。
常见故障与排除方法
要点一
1. 输出信号异常
可能是由于电源故障、连接不良或传感器损坏等原因。
要点二
2. 测量误差大
可能是由于传感器老化、环境条件变化或电路故障等引起 。
常见故障与排除方法
3. 无输出信号
可能是由于电源未接通、连接线断路或传感器损坏等造 成。
详细描述
差分测量电路通过使用两个完全相同的霍尔元件，并将它们的输出电压差分放大来提高 测量精度和抗干扰能力。这种电路可以消除温度、电源电压和机械应力等外部因素对测
量结果的影响。
04 霍尔式传感器的应用实例
在汽车工业中的应用
总结词
霍尔式传感器在汽车工业中发挥着重要作用，主要用于检测车速、发动机转速、气瓶压力等参数。
在自动化生产线中的应用
总结词
霍尔式传感器在自动化生产线中的应用 主要包括物料传送、定位控制和机械臂 控制等方面。
VS
详细描述
在物料传送中，霍尔式传感器可以检测传 送带上物品的位置和速度，确保物品准确 无误地传送到指定位置。在定位控制中， 它可以用于控制机械臂的移动位置和速度 ，提高生产效率。在机械臂控制中，霍尔 式传感器可以检测机械臂的位置和姿态， 实现精确控制。
霍尔传感器解析
一．霍尔传感器市场调研1.霍尔效应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U H的霍尔电压。
2.霍尔传感器霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。
霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。
后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。
霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。
通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。
3.霍尔传感器的工作原理霍尔电流传感器有两种工作方式，即磁平衡式和直式。
霍尔电流传感器一般由原边电路、聚磁环、霍尔器件、次级线圈和放大电路等组成。
①直放式电流传感器（开环式）众所周知，当电流通过一根长导线时，在导线周围将产生一磁场，这一磁场的大小与流过导线的电流成正比，它可以通过磁芯聚集感应到霍尔器件上并使其有一信号输出。
这一信号经信号放大器放大后直接输出，一般的额定输出标定为4V。
②磁平衡式电流传感器（闭环式）磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器，即主回路被测电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈，电流所产生的磁场进行补偿，从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。
磁平衡式电流传感器的具体工作过程为：当主回路有一电流通过时，在导线上产生的磁场被聚磁环聚集并感应到霍尔器件上，所产生的信号输出用于驱动相应的功率管并使其导通，从而获得一个补偿电流Is。
这一电流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与匝数相乘所产生的磁场相等时，Is不再增加，这时的霍尔器件起指示零磁通的作用，此时可以通过Is来平衡。
常用传感器和信号处理
图2-3 传感器的静态特性
2.1.2 传感器的特性
• 对于线性传感器，灵敏度S是一个常数。灵敏度的
量纲是输出量与输入量的量纲之比。灵敏度S的表
达式为
S y x
压电效应应用在工业上就形成了压电式传感器，它可以用来测量力的大小，压电晶体 产生的电荷量q为
q DF
压电式传感器是在压电晶体的两个工作面上蒸镀一层金属膜来构成两个电极，当压电 晶体受力时便在电极上产生电荷，通过测量电荷量就可以得出受力的大小。可以利用压电 晶体的逆压电效应用来制作微致动器、微型马达和微型扬声器，如精密车床中控制刀具微 进给的微致动器，生日贺卡和电子玩具中的微型扬声器等。而压电效应的应用更多，如打 火机中的火花产生器等。
n 60 f z
图2-17 数字磁阻式传感器
2.2.6 霍尔式传感器
霍尔传感器是基于霍尔效应原理的传感器，如图2-18所示，将 半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中，当在薄片的两端面通 入电流时，电荷由于受到洛仑兹力的作用，将向另两个端面运动， 导致在垂直于磁场和电流平面的方向上产生电位差，这种现象称 为霍尔效应。任何金属和半导体理论上都有霍尔效应，但是由于 金属的载流子密度大，导致霍尔效应很不明显，而半导体的霍尔 效应很明显。霍尔效应引起的电位差称为霍尔电势U，当半导体 平面垂直于磁场时，其表达式为
2）涡电流式传感器 涡电流式传感器是基于金属导体在交变磁场中的涡电流效应的传感器。该类型传 感器具有结构简单、响应快、灵敏度高等特点，但其仅限于测量具有金属表面的 物体。如图2-7所示，给线圈通入交变电流i1，则在其周围产生交变磁场H1，在H1 的作用下，靠近线圈的金属导体中产生了涡电流i2，i2在导体中自行闭合，进一步 产生交变磁场H2，H2的方向和H1相反并且抵抗H1，从而使线圈中的阻抗发生了变 化，进而影响了i1，通过对i1的变化进行检测，便可检测金属导体的位移大小或金 属存在与否。
霍尔传感器(Hall Sensor)分类和工作原理及其应用
一，霍尔传感器(Hall Sensor)分类单极霍尔开关、双极霍尔开关、全极霍尔开关、无极霍尔开关、贴片霍尔开关、玩具霍尔开关、插件霍尔开关二，霍尔传感器(Hall Sensor)工作原理什么是霍尔传感器?霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。
霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低，霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就能使该电压放大到足以输出较强的信号。
若使霍尔集成电路起传感作用，需要用机械的方法来改变磁感应强度。
霍尔效应传感器属于被动型传感器，它要有外加电源才能工作，这一特点使它能检测转速低的运转情况。
直流电机在转动过程中，绕组中的电流要不断地改变方向，以使转子向一个方向转动。
其中，有刷电机是采用电刷与换相器通过机械接触的方式进行换相的。
所以电刷在高速转动的时候会产生很大磨损，需要经常清理碳屑，如果电刷完全磨损了需要更换电刷，这都使得有刷电机的使用保养难度大大增强。
而无刷电机则是通过霍尔传感器检测出绕组实时运转位置的信号，再通过微处理器或专用芯片对采集的信号进行处理，并实时控制相应的驱动电路对电机绕组进行控制。
由于无刷电机的换相是通过传感器及相关电路进行的，所以无刷电机没有电刷与换相器的机械接触与磨损，不需要经常换电刷等易损器件，从而可有效提高电机的使用寿命，减少维修费用。
手机中的霍尔传感器(Hall Sensor），作用原理是霍尔磁电效应，当电流通过一个位于磁场中的导体时，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力，从而在导体的两端产生电势差。
主要运用在翻盖解锁、合盖锁定屏幕等功能当中。
玩具用双输出霍尔开关DH482DH482是由混合信号CMOS工艺制造的霍尔IC，元件内部采用先进的斩波稳定技术，因而能提供准确和稳定的磁转换点。
DH482有两个输出，输出1对S极敏感，输出2对N极敏感。
产品特性及优点•微功耗电池供电应用•极性判断，在两个极性上都有输出（输出1：S极输出，输出2：N极输出）•工作电压可低至1.8V•高灵敏度•CMOS输出>> 产品应用领域•固态开关•无绳手机提醒开关•翻盖式手机屏保开关•磁极性传感器玩具用微功耗霍尔开关DH621是较新出现的类型，等同对待S极和N极，也被称为。
常用传感器 霍尔传感器的用法 3144 A44E
常用传感器应用一、温度传感器1、热敏电阻：分类：正温度系数(PTC)、负温度系数(NTC)、临界温度热敏电阻（CTR ） 实验室使用的是电阻值随温度的增加而减小的热敏电阻（负温度系数热敏电阻），常温状态下热敏电阻阻值约为9.3K 。
应该指出，由于热敏电阻的线性不好，现在已基本不再用来作温度测量使用了。
但是由于成本低，在定点温度控制等场合中还有较大的应用市场。
单点测温电路如下：（电路中R2的作用是改善RT 随温度变化的非线性性）2、温控开关：按开关类型分为常开可逆、常闭可逆和常开不可逆、常闭不可逆四种。
还可以按照临界温度分，温控开关的临界温度一般标称在开关体上。
二、声电式传感器1、压电陶瓷片：工作原理：当压电陶瓷片上受到外加压力时，陶瓷片发生机械变形，其极化强度随之变小，使一部分附加在陶瓷片表面的电荷释放出来，而产生放电现象。
当压力取消后，又恢复原状，极化强度增大，电极上又吸附一部分电荷，出现充电现象。
这种由机械能转变为电能的现象，称为“正压电效应”。
反之，当在压电陶瓷片上加一电场，陶瓷片则发生机械变形。
当外加电场方向陶瓷片极化方向相同时，极化强度增大，使陶瓷片沿极化方向伸长。
当外加电场方向与陶瓷片极化方向相反时，陶瓷片沿极化方向缩短。
这种由电能转变为机械能的现象，称为“反压电效应”。
测试电路图如下：(电路连接时注意区分正负极，与背面金属铜连接的为负端，涂银层为正端)R23.6K R610KR310KR510KR71KR410KR9A 5KR1RTVCCR81KD1LEDU1OPQ19013Q29013Q39013R3680R4350K R513K R62.7KR21KR1A500KY1C110u F OUTC247u F +5V2、驻极体话筒：驻极体话筒及其电路的接法有两种：源极输出与漏极输出。
源极输出类似晶体三极管的射极输出。
需用三根引出线。
漏极D 接电源正极。
源极S 与地之间接一电阻Rs 来提供源极电压，信号由源极经电容C 输出。
第七章霍尔传感器
FE
eEH
eUH b
5
电场力阻止电子继续向原侧面积累，当 电子所受电场力和洛仑兹力相等时，电
荷的积累达到动态平衡，由于存在EH， 半导体片两侧面间出现电位差UH ，称为
霍尔电势
UH
RH d
IBIB
d
2019/11/28
6
磁场与薄片法线夹角为
UHKHIBcos
2019/11/28
2019/11/28
34
所实现的多媒体界面： 霍尔电流传感器演示 铁心
线性霍尔IC
2019/11/28
35
霍尔钳形电流表（交直流两用） 豁口
压舌
2019/11/28
36
2019/11/28
23
7.3 霍尔传感器的应用
7.3.1 霍尔式位移传感器
2019/11/28
24
微位移的测量
霍尔元件
SN
NS
z
－z
z
（a）测量原理
UH Z
（b）输出特性
7.3 霍尔传感器的应用
7.3.2 霍尔式压力传感器
2019/11/28
26
7.3 霍尔传感器的应用
7.3.3 霍尔电子点火器
2019/11/28
17
7.2.1 开关型集成霍尔传感器
1. 开关型集成霍尔传感器的结构 霍尔片、引线和壳体组成
2019/11/28
18
7.2.1 开关型集成霍尔传感器
2．开关型霍尔集成传感器的工作原理
1 VCC
稳压 电路
霍尔元件 放大器
整形电路
3
输出 UOUT
+
UH
VT
-
霍尔式传感器课件PPT
光驱用的无刷电动机内部结构
将被测电流导线逐根夹到钳形表的环形铁心中 当外加磁场强度低于释放点时，OC门重新变为高阻态，输出高电平。 金属的自由电子密度太大，因而霍尔常数小，霍尔电势也小，故金属材料不宜制作霍尔元件 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，实际上作用于霍尔元件上的有效磁感应强度是其法线方向（与薄 片垂直的方向）的分量，即Bcos ，这时的霍尔电势为 霍尔式接近开关用于转速测量演示 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。 将被测电流的导线穿过霍尔电流传感器的检测孔。 霍尔元件的输出电压一般较小，需要用放大电路放大其输出电压。 霍尔电势与导体厚度d成反比： 在基片外面用金属或陶瓷、环氧树脂等封装作为外壳。 以下哪一个激励电流的数值较为妥当？ 为了获得较好的放大效果，需采用差分放大电路。 当放大后的电压UO大于施密特触发器“开启”阈值电压时，施密特整形电路翻转，输出高电平，使V导通，这种状态我们称之为开状 态。 半导体中电子迁移率（电子定向运动平均速度）比空穴迁移率高，因此N型半导体较适合于制造灵敏度高的霍尔元件。
霍尔电势与导体厚度d成反比： 为了提高霍尔电势值， 霍尔元件制成薄片形状。
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，实际上作用于霍尔
元件上的有效磁感应强度是其法线方向（与薄
片垂直的方向）的分量，即Bcos，这时的霍尔
电势为
EH=KHIBcos
结论：
1mA 2mA 80mA 五、霍尔传感器的应用 五、霍尔传感器的应用 半导体中电子迁移率（电子定向运动平均速度）比空穴迁移率高，因此N型半导体较适合于制造灵敏度高的霍尔元件。 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。 回差越大，抗振动干扰能力就越强。 二、霍尔元件的结构和基本电路 高斯计：接受所测物体的电磁波频率，然后转换成参数量显示出来。
霍尔传感器的类型
霍尔传感器的类型
霍尔传感器是一种常用的非接触式传感器，可以测量磁场的变化。
根据其工作原理和应用领域的不同，霍尔传感器可以分为多种类型。
1. 线性霍尔传感器：可以测量磁场的强度和方向，并将其转换
为电压或电流输出，通常用于测量电机或机械的旋转。
2. 角度霍尔传感器：是一种特殊的线性霍尔传感器，可以测量
旋转角度，常用于车辆和机器人的控制系统中。
3. 磁通密度霍尔传感器：可以测量磁场的强度，通常用于测量
电流和磁场的关系。
4. 磁阻式霍尔传感器：通过测量磁场的变化来检测物体的位置
或速度，常用于汽车、电子门锁、智能家居等领域。
5. 轴向霍尔传感器：可以测量磁场的强度和方向，并将其转换
为电压或电流输出，通常用于测量电机的旋转。
根据不同的应用场景和需求，选择合适的霍尔传感器类型可以提高测量精度和稳定性。
- 1 -。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
特点：
• • • •
电阻的增量与磁场的平方成正比； 与磁场的正负无关； 温度系数影响大； 磁感应的范围比霍尔元件大。
磁敏传感器
华中科技大学机械学院
机械工程测试技术
应用：磁阻元件可用于位移、力、加速度等参数
测量。例如：磁头、接近开关、无触械学院
机械工程测试技术
案例4：转速测量
磁敏传感器
华中科技大学机械学院
机械工程测试技术
4.7.2 霍尔元件
→利用半导体材料的磁敏特性
V H K B iB sin
金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过 时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势， 这种物理现象称为霍尔效应。 左手定则 霍尔效应的产生是 由于运动电荷受到磁 场中洛伦兹力 作用的结果， 相应的电动势称为 霍尔电势。
磁敏传感器
案例1：铁磁材料裂纹检测
华中科技大学机械学院
机械工程测试技术
N
S
磁敏传感器
案例2：铁磁材料裂纹检测
华中科技大学机械学院
机械工程测试技术
磁敏传感器
华中科技大学机械学院
机械工程测试技术
案例3：汽车速度测量:
磁敏传感器
华中科技大学机械学院
机械工程测试技术
2. 磁电阻元件 →利用半导体材料的磁阻效应 霍尔元件处于外磁场中时，会产生载流子的偏移， 故使其传导电流分布不均，表现为传导电流方向的电 阻也不一致。当改变磁场的强弱就会影响电流密度的 分布，半导体片的电阻变化可反映这一状态。半导体 片的电阻与外加磁场 B 和霍尔常数 kB 有关，这种特性 称为磁阻效应。
End
第4章 常用传感器
华中科技大学机械学院
机械工程测试技术
4.7.2 霍尔传感器——半导体传感器
半导体材料的一个重要特性是对光、热、力、 磁、气体、湿度等理化量的敏感性。利用半导体材 料的这些特性使其成为非电量电测的转换元件，是 近代半导体技术应用的一个重要方面。 半导体传感器是物性型传感器，具有许多明显的 优点：结构简单、体积小、重量轻的器件；功耗低、 安全可靠、寿命长；对被测量敏感、响应快； 易于实现集成化。 缺点：输出特性一般是非线性的，常常需要采用线性 化电路；受温度影响大，往往需要采用温度补 偿措施；其性能参数分散性较大。
磁敏传感器
华中科技大学机械学院
机械工程测试技术
霍尔元件由霍尔片、四根引 线和壳体组成，如图示。
磁敏传感器
华中科技大学机械学院
机械工程测试技术
磁敏传感器
华中科技大学机械学院
机械工程测试技术
测转角：
磁敏传感器
华中科技大学机械学院
机械工程测试技术
电流传感器
当电流流过导线时，将在导线周围产生磁场， 磁场大小与流过导线的电流大小成正比，这一磁场 可以通过软磁材料来聚集，然后用霍尔器件进行检 测。