霍尔传感器的连接方式
传感器与检测技术霍尔式传感器
13霍尔压力变送器霍尔式传感器的测试项目描述•图13-1是我国自主研发、生产的YSH-1型霍尔压力变送器。
该变送器适用于测量对铜及铜合金不起腐蚀作用的、非结晶和非凝固的液体或蒸汽的压力及负压，由于变送器能将各种被测压力转换成0～20mV的信号，因此变送器与二次仪表配套使用可以对冶金、电力、石油、化工工业部门实现远程控制和集中检测的目的，和调节器配套使用可以实现对系统的自动调节目的。
一、霍尔效应及霍尔元件»1．霍尔效应•将金属或半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场（磁场方向垂直与薄片）中，如图13-2所示，当有电流I通过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势U，这种物理现H象成为霍尔效应。
该电势U称为霍尔电势。
H霍尔效应演示dabc当磁场垂直于薄片时，电子受到洛仑兹力的作用，向内侧偏移，在半导体薄片c、d方向的端面之间建立起霍尔电势。
2022/2/64•位于磁感应强度为B的磁场中，B垂直于L-W平面，沿L通电流I，N型半导体的载流体—电子将受到B产生的洛仑兹的作用力FL•在力F的作用下，电子向半导体片的一个侧面偏转，在该L侧面上形成电子的积累，而在相对的另一侧面上因缺少电子而出现等量的正电荷。
在这两个侧面上产生霍尔电场EH 。
该电场使运动电子受有电场力FE•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，称为霍尔电势，半导体片两侧面间出现电位差UH•如果磁场与薄片法线夹角为，那么•又因R=μρ，即霍尔系数等于霍尔片材料的电阻率ρ与电子H迁移率μ的乘积。
一般金属材料载流子迁移率很高，而电阻率很小；而绝缘材料电阻率极高，而载流子迁移率极低。
故只有半导体材料适于制造霍尔片。
目前常用的霍尔元件材料有锗、硅、砷化铟、锑化铟等半导体材料2．霍尔元件•霍尔元件的结构很简单，它由霍尔片、引线和壳体组成•霍尔片是一块矩形半导体单晶薄片，引出4个引线，a、b两根引线加激励电压或电流，称为激励电极；c、d引线为霍尔输出引线，称为霍尔电极，如图13-3（b）所示。
常用传感器工作原理(霍尔式)
3.9 霍尔式传感器
霍尔传感器是利用半导体材料的霍尔效应进行测量的一种磁 敏式传感器，一般由锗、硅、锑化铟、砷化铟等半导体材料 制成。
它可以直接测量磁场及微位移量，已经广泛应用于电磁、压 力、加速度、振动等的测量领域。 目前霍尔传感器已从分立元件发展到了集成电路的阶段，正 越来越受到人们的重视，应用日益广泛。
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IH
a）恒流源供电和输入回路并联电阻
IR
设在某基准温度 T0 时，有
r
I I H 0 I R0
I H 0 r0 I R 0 R0
当温度上升为 T 时，
IH 0
R0 R0 r0
I
R
U H 0 KH 0 I H 0 B
R0 (1 T ) r0 (1 T ) R0 (1 T )
令
dU HT d T
0有R0 Nhomakorabea
r0
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5）霍尔元件测量电路
基本测量电路
为了获得较大的霍尔输出，可采用输出叠加的连接方式 图 (a)为直流供电情况，图 (b)为交流供电情况 。
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实用测量电路
霍尔元件的输出霍尔电势较小，一般在毫伏级，因此在利用霍尔元件制 作霍尔传感器时，必须在霍尔元件的输出端接入放大测量电路。 目前霍尔传感器都已集成化，即把霍尔元件、放大器、温度补偿电路及 稳压电源或恒流电源等集成在一个芯片上，由于其外形与集成电路相同， 故又称霍尔集成电路。 此时，根据输出信号的形式，可以分为开关型霍尔传感器和线性霍尔传 感器两种类型。
I nq0vbh
U H IB n q 0 h
v I n q0b h
(N型)
n—N型半导体 中的电子浓度
《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。
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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。
霍尔电流电压传感器、变送器的基本原理与使用方法
霍尔电流电压传感器、变送器的基本原理与使用方法一、霍尔电流电压传感器、变送器的基本原理与使用方法1( 霍尔器件霍尔器件是一种采用半导体材料制成的磁电转换器件。
如果在输入端通入控制电流I，当有一磁场B穿过该器件感磁面，则在输出端出现霍尔电势V。
CH如图1,1所示。
IBsin霍尔电势V的大小与控制电流I和磁通密度B的乘积成正比，即:V,KHCHHCΘ霍尔电流传感器是按照安培定律原理做成，即在载流导体周围产生一正比于该电流的磁场，而霍尔器件则用来测量这一磁场。
因此，使电流的非接触测量成为可能。
通过测量霍尔电势的大小间接测量载流导体电流的大小。
因此，电流传感器经过了电,磁,电的绝缘隔离转换。
2( 霍尔直流检测原理如图1,2所示。
由于磁路与霍尔器件的输出具有良好的线性关系，因此霍尔器件输出的电压讯号U可以间接反映出被测电流I的大小，即:I?B?U 01110我们把U定标为当被测电流I为额定值时，U等于50mV或100mV。
这就制成010霍尔直接检测(无放大)电流传感器。
3( 霍尔磁补偿原理原边主回路有一被测电流I1，将产生磁通Φ1，被副边补偿线圈通过的电流I2所产生的磁通Φ2进行补偿后保持磁平衡状态，霍尔器件则始终处于检测零磁通的作用。
所以称为霍尔磁补偿电流传感器。
这种先进的原理模式优于直检原理模式，突出的优点是响应时间快和测量精度高，特别适用于弱小电流的检测。
霍尔磁补偿原理如图1,3所示。
从图1,3知道:Φ,Φ 12IN,IN 1122I,N/N?I 2I21当补偿电流I流过测量电阻R时，在R两端转换成电压。
做为传感器测量电2MM压U即:U,IR 02M0按照霍尔磁补偿原理制成了额定输入从0.01A,500A系列规格的电流传感器。
由于磁补偿式电流传感器必须在磁环上绕成千上万匝的补偿线圈，因而成本增加;其次，工作电流消耗也相应增加;但它却具有直检式不可比拟的较高精度和快速响应等优点。
4( 磁补偿式电压传感器为了测量mA级的小电流，根据Φ,IN，增加N的匝数，同样可以获得高磁1111通Φ。
霍尔颜色七根线对应关系
霍尔颜色七根线对应关系全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：霍尔颜色七根线对应关系，是一种用于快速检测和识别电线颜色的方法。
在电工工作中，经常需要识别和连接各种颜色的电线，这个方法可以帮助电工们更加高效地完成这项工作。
霍尔颜色七根线对应关系是指通过七种颜色的霍尔线进行电线颜色的识别和连接。
在电线连接过程中，通常使用七根不同颜色的电线，这七根电线分别为红、黑、蓝、绿、白、棕、黄。
我们可以通过这些颜色来识别和连接不同的电线。
首先是红色电线，红色电线通常用于连接正极，是正极线。
而黑色电线通常用于连接负极，是负极线。
蓝色电线通常是中性线，用于连接电器设备的中性端。
在实际操作中，电工需要根据实际情况进行电线的连接。
在连接电线时，需要注意以下几点：要根据设备的接线图来正确连接电线。
接线图是电器设备的重要参考资料，可以帮助电工正确连接电线。
要注意电线的防护措施。
在连接电线时，要确保电线连接牢固，避免电线松动或接触不良。
要定期检查电线的连接情况。
定期检查电线的连接情况可以及时发现问题并进行处理，保证电器设备的正常运行。
霍尔颜色七根线对应关系是电工工作中非常重要的知识之一，掌握了这种方法可以帮助电工们准确快速地连接电线，保证电器设备的正常运行。
希望电工们在工作中能够加强对霍尔颜色七根线对应关系的理解和应用，提高工作效率和安全性，为电气设备的正常运行做出贡献。
第二篇示例：霍尔颜色七根线对应关系，是指在电缆或者线束中使用不同颜色的导线来实现不同功能的一种设计标准。
这种标准的使用可以让维修和安装工作更加方便快捷，同时也减少了操作人员的错误操作。
在电气设备制造和安装领域，霍尔颜色七根线对应关系被广泛应用，成为了一种通用的规范。
霍尔颜色七根线对应关系通常采用一组七种不同颜色的导线，每种颜色代表不同的功能或信号。
虽然不同的制造商可能会有一些差异，但通常情况下，七个颜色的定义是相对固定的。
我们需要了解一下这七种颜色分别是什么。
霍尔传感
填空题1.霍尔传感器是利用＿＿霍尔效应＿来实现磁电转换的，霍尔系数与霍尔灵敏度的关系可用公式＿＿＿来表示。
2.霍尔传感器是利用＿＿＿来实现电转换的，霍尔电动势的公式用来表示。
3. 利用霍尔效应原理工作的半导体器件称 霍尔传感器 。
4. 霍尔元件的灵敏度KH 与材料的性质及几何尺寸有关，一般来讲元件 越薄 其灵敏度越大，霍尔元件输出电动势UH= K H IB 。
灵敏度 K H = R H /d .5. 霍尔传感器是根据 霍尔效应 制作的传感器，广泛用于电磁、压力、 压力、振动 、加速度等方面的测量。
6. 霍尔元件的测量误差产生的主要原因有两类，即 半导体固有特性 和 半导体制造工艺的缺陷 。
7. 霍尔元件是N 型半导体制成扁平长方体，扁平边缘的两对侧 面各引出一对电极。
一对叫 控制 电极用于引人 控制电流 ；另一对叫 输出 电极，用于输出 霍尔电动势 。
8. 目前霍尔元件主要应用于自动控制、计算机装置和现代军事领域的电磁、压力、加速度和振动等方面的测量。
9.霍尔传感器具有灵敏度高、线性好、稳定性好、体积小和耐高温等特性。
分为普通型、高灵敏度型、低温度系数型、测温测磁型和开关式霍尔元件。
10. 霍尔片的灵敏度（灵敏系数）指单位磁场强度和单位电流作用下，所输出的霍尔电动势的大小。
11. 霍尔电势 是在L 无穷大前提下得到的，实际不可能为无穷大，一般要求长宽比大于2.0即可。
12.半导体电子迁移率一般大于空穴的迁移率，所以 霍尔元件多采用N 型半导体。
霍尔元件厚度d 越小，霍尔灵敏度 KH 越大，所以霍尔元件做的较薄。
13. 霍尔传感器的应用类型主要有线性应用和开关应用两种，霍尔片的连接方式有控制电流端并联和控制电流端串联两种。
14.霍尔元件在交变磁场中工作时，即使不加控制电流，由于霍尔电极的引线布IB K dU H H H ==IB K dIB R U H H H ==局不合理，在输出回路中也会产生附加感应电动势，这一电动势的大小正比于磁场的变化频率和磁感应强度的幅值，并且和霍尔电动势引线构成的感应面积成正比。
正反转霍尔速传感器说明书(HN62)-双通道转速传感器
一：霍尔双通道传感器概述霍尔双通道传感器安装于测速端盖上，感应导磁体上凸起的齿或是凹下的槽，相应的给出高低电平，用于检测轮轴的转速、线速度，通过计算处理也可得到被测体的加速度。
该传感器具备良好的低频和高频特性。
低频可至0Hz，可用于旋转机械的零转速测量，由于传感器可给出两路具有一定相位差的转速信号，因此可进行正反转判别；高频可高至20KHz, 可满足绝大部分工业领域的高转速测量要求。
传感器与被测齿轮不接触，无磨损，安装方便，输出波形是占空比约为50%左右的方波。
霍尔双通道传感器具有测速范围宽，温度适应范围宽，抗振性强的特点。
下面霍尔双通道传感器技术参数，其中相位差是测速齿轮模数为2时的技术参数，符合DIN867标准。
二：霍尔双通道传感器技术参数1．传感器安装●被测感应体为导磁体，上有齿或凹槽。
建议：测速齿轮模数≥1.7，材料为导磁低碳钢注：非标齿或槽与平整面宽度不等将导致波形占宽比的变化。
●安装间隙：0.3-1.5mm,典型值为1.0mm注：取决于被测件的振动情况2．传感器输出特性●频响特性：0~20kHz●输出通道数：双通道●输出波形：方波，上升、下降沿时间12μｓ±40%●输出幅度：高电平：Ub-（1.8V±40%），低电平：<2.2V●脉冲占空比：50％±25％●相位差：90±30°（第一通道超前）注：取决于安装方式，旋转件的旋转方向，本参数适用于本说明书图四举例的安装方式●负载能力：±20mA （最大）●输出阻抗：＜47Ω3．工作环境要求●工作电源：Ub＝15V DC±30% （8V～28V）●功耗电流：≤35mA●工作温度：－40℃～125℃（头部）●耐振性能：振动（10Hz~2KHz）30g，冲击100g●密封性：IP6813.4．电气特性●电源极性保护：有●输出短路保护：有●绝缘强度：1000V 50Hz，1min（通道与外壳）5．外接电缆及连接●外附导线：6×0.5mm2屏蔽电缆, 标准线长为1.0米（可以按用户要求延长）●传感器外配电缆输出定义三：工作原理1．转速测量原理当测速齿轮旋转时，传感器将产生频率f（Hz）= n×m/60(n为转速，P为齿轮齿数)的方波信号，供机车电子控制系统对机车速度、柴油机转速、进行采样检测。
霍尔传感器样本手册——安科瑞 华楠
1.霍尔传感器霍尔电流传感器主要适用于交流、直流、脉冲等复杂信号的隔离转换，通过霍尔效应原理使变换后的信号能够直接被AD 、DSP 、PLC 、二次仪表等各种采集装置直接采集，广泛应用于电流监控及电池应用、逆变电源及太阳能电源管理系统、直流屏及直流马达驱动、电镀、焊接应用、变频器，UPS 伺服控制等系统电流信号采集和反馈控制，具有响应时间快，电流测量范围宽精度高，过载能力强，线性好，抗干扰能力强等优点。
1.1开环霍尔电流传感器1.1.1型号说明1.1.2技术指标技术参数指标霍尔开口式/闭口式开环霍尔（真有效值）输出标称值电压：±5V/±4V 电流：4～20mA 零点失调电压（电流）电压：±20mV电流：±0.05mA失调电压（电流）漂移电压：≤±1.0mV/℃电流：±0.04mA/℃线性度≤0.2%FS电源电压DC ±15V DC 24V频宽0～20kHz 响应时间≤5us≤1ms耐压强度输入与输出及电源之间允许AC2500V 工频耐压精度等级1.0环境温度工作：-25℃～+70℃；储存：-40℃～+85℃湿度≤95%RH，不结露，无腐蚀性气体场所海拔≤3500m注：开口式、闭口式为传感器产品外观不同，原理都为开环原理。
1.1.3开口式开环霍尔电流传感器1.1.3.1规格尺寸(单位：mm)图1图21.1.3.2规格参数对照表型号额定电流供电电源额定输出测量孔径(mm)准确度AHKC-EKA 0～(50-500)A ±15V 5V /4V φ201级AHKC-EKAADC 0～(50-500)A12V/24V4～20mAφ201级尺寸规格外形尺寸穿孔尺寸安装尺寸图形W H D a e ΦM N AHKC-EKA 606416//2047/图1AHKC-EKAA 606416//2047/图1AHKC-EKDA 606416//2047/图1AHKC-EKB 10010224//4080/图1AHKC-EKBA 10010224//4080/图1AHKC-EKBDA 10010224//4080/图1AHKC-EKC 11511027//6095.5/图1AHKC-EKCA 11511027//6095.5/图1AHKC-EKCDA 11511027//6095.5/图1AHKC-K 12763256416//30图2AHKC-KAA 12763256416//30图2AHKC-KDA 12763256416//30图2AHKC-H 14979258232//46图2AHKC-KA 17695.52910436//60图2AHKC-HB 204111.52913252//48×2图2AHKC-HBAA 204111.52913252//48×2图2AHKC-HBDA204111.52913252//48×2图2AHKC-EKDA AC 0～(50-500)A 12V/24V 4～20mA φ201级AHKC-EKB 0～(200-1000)A±15V 5V /4V φ401级AHKC-EKBADC 0～(200-1000)A 12V/24V4～20mAφ401级AHKC-EKBDA AC 0～(200～1000)A 12V/24V 4～20mA φ401级AHKC-EKC 0～(500-1500)A±15V 5V /4V φ551级AHKC-EKCADC 0～(500-1500)A 12V/24V4～20mAφ551级AHKC-EKCDA AC 0～(500-1500)A 12V/24V 4～20mA φ551级AHKC-K 0～(400-2000)A±15V 5V /4V 64×161级AHKC-KAA DC 0～(400-2000)A 12V/24V4～20mA64×161级AHKC-KDAAC 0～(400-2000)A12V/24V 4～20mA 64×161级AHKC-H 0～(500-3000)A ±15V 5V /4V 82×321级AHKC-KA 0～(500-5000)A±15V 5V /4V 104×361级AHKC-HB0～(2000-20000)A±15V5V /4V132×521级AHKC-HBAA DC 0～(2000-20000)A12V/24V 4～20mA 132×521级AHKC-HBDA AC 0～(2000-20000)A12V/24V 4～20mA 132×521级注:额定电流未标注表示输入电流交直流均可测量，订货时请注明。
正反转霍尔转速传感器说明书(hn62)-双通道转速传感器
一：霍尔双通道传感器概述霍尔双通道传感器安装于测速端盖上，感应导磁体上凸起的齿或是凹下的槽，相应的给出上下电平，用于检测轮轴的转速、线速度，通过计算处理也可得到被测体的加速度。
该传感器具备良好的低频和高频特性。
低频可至0Hz，可用于旋转机械的零转速测量，由于传感器可给出两路具有一定相位差的转速信号，因此可进展正反转判别；高频可高至20KHz, 可满足绝大部分工业领域的高转速测量要求。
传感器与被测齿轮不接触，无磨损，安装方便，输出波形是占空比约为50%左右的方波。
霍尔双通道传感器具有测速范围宽，温度适应范围宽，抗振性强的特点。
下面霍尔双通道传感器技术参数，其中相位差是测速齿轮模数为2时的技术参数，符合DIN867标准。
二：霍尔双通道传感器技术参数1．传感器安装●被测感应体为导磁体，上有齿或凹槽。
建议：测速齿轮模数≥1.7，材料为导磁低碳钢注：非标齿或槽与平整面宽度不等将导致波形占宽比的变化。
●安装间隙：0.3,典型值为mm注：取决于被测件的振动情况2．传感器输出特性●频响特性：0~20kHz●输出通道数：双通道●输出波形：方波，上升、下降沿时间12μｓ±40%●输出幅度：高电平：Ub-〔1.8V±40%〕，低电平：●脉冲占空比：50％±25％●相位差：90±30°〔第一通道超前〕注：取决于安装方式，旋转件的旋转方向，本参数适用于本说明书图四举例的安装方式●负载才能：±20mA 〔最大〕●输出阻抗：＜47Ω3．工作环境要求●工作电源：Ub＝15V DC±30% 〔8V～28V〕●功耗电流：≤35mA●工作温度：－40℃～125℃〔头部〕●耐振性能：振动〔10Hz~2KHz〕30g，冲击100g●密封性：IP6813.4．电气特性●电源极性保护：有●输出短路保护：有●绝缘强度：1000V 50Hz，1min〔通道与外壳〕5．外接电缆及连接●外附导线：6×2屏蔽电缆, 标准线长为1.0米〔可以按用户要求延长〕●传感器外配电缆输出定义三：工作原理1．转速测量原理当测速齿轮旋转时，传感器将产生频率f〔Hz〕= n×m/60(n为转速，P为齿轮齿数)的方波信号，供机车电子控制系统对机车速度、柴油机转速、进展采样检测。
霍尔传感器 实验报告
霍尔传感器实验报告霍尔传感器实验报告引言：霍尔传感器是一种广泛应用于工业控制、汽车电子、医疗设备等领域的传感器。
它利用霍尔效应来测量磁场的强度和方向，具有高精度、高灵敏度和无接触的特点。
本实验旨在通过实际操作和数据分析，深入了解霍尔传感器的原理和应用。
实验目的：1. 理解霍尔效应的基本原理；2. 掌握霍尔传感器的使用方法；3. 分析霍尔传感器在不同应用场景下的特点和优势。
实验器材和方法：1. 实验器材：- 霍尔传感器模块- 磁铁- 电源- 示波器- 电阻箱- 连接线等2. 实验方法：- 将霍尔传感器模块连接至电源和示波器，并调整合适的工作电压；- 在不同距离和角度下，用磁铁靠近霍尔传感器，记录示波器上的输出信号；- 调节电阻箱的阻值，观察霍尔传感器输出信号的变化；- 分析实验数据，总结霍尔传感器的特性和应用。
实验结果与讨论：1. 霍尔效应的观察：在实验中，我们发现当磁铁靠近霍尔传感器时，示波器上的输出信号会有明显的变化。
这是因为霍尔传感器感受到磁场的作用，产生霍尔电压，从而改变输出信号。
通过改变磁铁的距离和角度，我们可以观察到输出信号的不同变化趋势，验证了霍尔效应的存在。
2. 霍尔传感器的特性：- 灵敏度高：霍尔传感器对磁场的变化非常敏感，能够精确测量磁场的强度和方向；- 无接触式：与传统的接触式传感器相比，霍尔传感器无需物理接触被测物体，避免了磨损和干扰；- 快速响应：霍尔传感器的输出信号响应速度快，适用于需要实时监测和控制的场景；- 可靠性高：由于无机械部件，霍尔传感器具有较长的使用寿命和较高的可靠性。
3. 霍尔传感器的应用：- 工业控制：霍尔传感器可用于测量电机的转速和位置，实现精确的运动控制； - 汽车电子：霍尔传感器可用于测量车速、转向角度等，实现车辆的智能化和安全性控制；- 医疗设备：霍尔传感器可用于测量人体生理参数，如心率、血压等，辅助医疗诊断和监测。
结论：本实验通过对霍尔传感器的实际操作和数据分析，深入了解了霍尔传感器的原理和应用。
霍尔式传感器
1）、材料——多用N型半导体 2）、结构和符号 霍尔片——半导体薄片 （因为d小，KH大， l/b=2时KH最大） 引线——激励电极 （短边端面）引线11′、 霍尔电极（长边端面）引线22′。 封装外壳——陶瓷或环氧树脂
目前最常用的霍尔元件材料是锗（Ge）、硅 （Si）、锑化铟（InSb）、砷化铟（InAs）等半 导体材料。 其中N型锗容易加工制造，其霍尔系数、温度性能 和线性度都较好。N型硅的线性度最好，其霍尔系 数、温度性能同N型锗，但其电子迁移率比较低， 带负载能力较差，通常不用作单个霍尔元件。
磁场力
F qvB
Q----电子的电荷量（1.602X10-19C） V----半导体的电子运动速度 B----外磁场的磁感应强度
磁场力 电场力
F qvB
F qEH
Eh 为静电场的电场强度
所以 EH V B
平衡时， F F
材料中电子在电场作用下运动速度的大小常用 载流子迁移率来表征； 载流子迁移率，是指在单位电场强度作用下，载 流子的平均速度值。载流子迁移率用符号μ表示， μ=v/EI。其中EI是A、B两端面之间的电场强度。 它是由外加电压U产生的，即EI＝U/L。因此我 们可以把电子运动速度表示为v=μU/l。
二、电路部分
1、基本电路
2、霍尔元件的输出电路 线性应用 图5-5-4 a) 开关应用 图5-5-4b)
霍尔线性电路
它由霍尔元件、差分放大 器组成。其输出电压和加 在霍尔元件上的磁感强度 B成比例，这类电路有很 高的灵敏度和优良的线性 度，适用于各种磁场检测。 霍尔线性电路的性能参数 见下表。
3 霍尔传感器的应用
一、利用与I的关系 可用于直接测量电流和能转换为电流 的其它物理量 二、利用 U H 与B的关系 U H ~ B 可用于测量磁场及可转换为磁场的其它物理量 实例――霍尔式钳形电流表 图５-５-７
霍尔式传感器特性实验报告
霍尔式传感器特性实验报告引言霍尔式传感器是一种常用于检测磁场的传感器，它利用霍尔效应实现对磁场的测量。
本实验旨在通过实际操作，探索霍尔式传感器的特性以及其应用。
实验材料•霍尔式传感器•磁铁•电源•电压表•电流表•连接线实验步骤1.连接电路将电源、霍尔式传感器、电压表和电流表按照电路图连接起来。
确保电路连接正确无误。
2.测量传感器感应电压在电路中加入磁铁，通过改变磁铁与传感器的距离，观察并记录感应电压的变化。
分析感应电压与磁场强度之间的关系。
3.测量传感器输出电流在电路中加入一个负载电阻，通过改变磁铁与传感器的距离，观察并记录传感器输出电流的变化。
分析输出电流与磁场强度之间的关系。
4.测量传感器响应时间将磁铁快速靠近和远离传感器，观察并记录传感器的响应时间。
分析传感器的响应时间与磁场变化的关系。
5.分析实验结果根据所测量的数据和观察结果，分析霍尔式传感器的特性，并探讨其在实际应用中的潜力和限制。
实验结果与讨论我们测量了不同磁场强度下传感器的感应电压和输出电流，并观察了传感器的响应时间。
通过实验数据和分析，我们发现传感器的感应电压与磁场强度呈线性关系，即感应电压随磁场强度的增加而增加。
这说明霍尔式传感器可以用于测量磁场的强度。
传感器的输出电流也与磁场强度呈线性关系，即输出电流随磁场强度的增加而增加。
这为使用传感器进行电流测量提供了一种可行的方法。
我们还观察到，传感器的响应时间较短，即传感器能够迅速地对磁场强度的变化做出响应。
这对于需要实时检测磁场的应用非常有价值。
然而，我们也发现传感器在极弱的磁场下可能无法正常工作，或者在磁场过强时会发生饱和现象，导致输出电流不再随磁场强度的增加而增加。
因此，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的传感器。
结论通过本实验，我们深入了解了霍尔式传感器的特性，并验证了其对磁场的测量能力。
我们发现，霍尔式传感器具有线性响应、快速响应和可靠性高的特点，适用于多种磁场测量和电流测量的应用场景。
霍尔传感器
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。
正反转霍尔转速传感器说明书(hn62)-双通道转速传感器
一：霍尔双通道传感器概述霍尔双通道传感器安装于测速端盖上，感应导磁体上凸起的齿或是凹下的槽，相应的给出高低电平，用于检测轮轴的转速、线速度，通过计算处理也可得到被测体的加速度。
该传感器具备良好的低频和高频特性。
低频可至0Hz，可用于旋转机械的零转速测量，由于传感器可给出两路具有一定相位差的转速信号，因此可进行正反转判别；高频可高至20KHz, 可满足绝大部分工业领域的高转速测量要求。
传感器与被测齿轮不接触，无磨损，安装方便，输出波形是占空比约为50%左右的方波。
霍尔双通道传感器具有测速范围宽，温度适应范围宽，抗振性强的特点。
下面霍尔双通道传感器技术参数，其中相位差是测速齿轮模数为2时的技术参数，符合DIN867标准。
二：霍尔双通道传感器技术参数1．传感器安装●被测感应体为导磁体，上有齿或凹槽。
建议：测速齿轮模数≥1.7，材料为导磁低碳钢注：非标齿或槽与平整面宽度不等将导致波形占宽比的变化。
●安装间隙：0.3-1.5mm,典型值为1.0mm注：取决于被测件的振动情况2．传感器输出特性●频响特性：0~20kHz●输出通道数：双通道●输出波形：方波，上升、下降沿时间12μｓ±40%●输出幅度：高电平：Ub-（1.8V±40%），低电平：<2.2V●脉冲占空比：50％±25％●相位差：90±30°（第一通道超前）注：取决于安装方式，旋转件的旋转方向，本参数适用于本说明书图四举例的安装方式●负载能力：±20mA （最大）●输出阻抗：＜47Ω3．工作环境要求●工作电源：Ub＝15V DC±30% （8V～28V）●功耗电流：≤35mA●工作温度：－40℃～125℃（头部）●耐振性能：振动（10Hz~2KHz）30g，冲击100g ●密封性：IP6813.4．电气特性●电源极性保护：有●输出短路保护：有●绝缘强度：1000V 50Hz，1min（通道与外壳）5．外接电缆及连接●外附导线：6×0.5mm2屏蔽电缆, 标准线长为1.0米（可以按用户要求延长）●传感器外配电缆输出定义线色引出线定义红电源＋黑电源－黄通道A输出绿通道B输出外层屏蔽层三：工作原理1．转速测量原理当测速齿轮旋转时，传感器将产生频率f（Hz）= n×m/60(n为转速，P为齿轮齿数)的方波信号，供机车电子控制系统对机车速度、柴油机转速、进行采样检测。
霍尔电流、电压传感器
霍尔电流、电压传感器霍尔电流传感器的工作原理信瑞达霍尔电流传感器、霍尔电压传感器/ 霍尔电流变送器、霍尔电压变送器是根据霍尔原理制成的。
它有两种工作方式，即磁平衡式和直放式。
霍尔电流、电压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LF系列）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、磁平衡式电流变送器（闭环式szxrdt系列）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来跟踪Ip。
当Ip变化时，平衡受到破坏，霍尔器件有信号输出，即重复上述过程，最后重新达到平衡。
被测电流的任何变化都会破坏这一平衡。
一旦磁场失去平衡，霍尔器件就有信号输出。
经功率放大后，立即就有相应的电流流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿。
从磁场失衡到再次平衡，所需的时间理论上不到1μs，这是一个动态平衡的过程。
3、霍尔电压传感器（闭环式LF 系列）霍尔电压传感器的工作原理与闭环式电流传感器相似，也是以磁平衡方式工作的。
4、交流/直流变换器（LF 系列）交流/直流变换器与电流或电压传感器相配合使用所组成的模块可以把0～1V的交、直流信号转换为4～20mA（或0～20mA）、0～5V的标准直流信号（可分隔离和非隔离两种）。
霍尔传感器
霍尔传感器性能检测
通过使用本产品，可以掌握霍尔传感器 的结构类型和工作原理，学会霍尔传感器 的性能检测项目、性能检测方法、性能判 断标准、万用表和示波器的正确使用等， 为故障诊断打下良好的基础。
霍尔传感器性能检测
霍尔传感器性能检测 任务描述 确定霍尔传感器的类型。 测量传感器输出电平。 确定霍尔传感器的性能好坏。
霍尔传感器性能检测
1、确定传感器的类型
如何判断磁控式、 磁化式 磁隔式
磁控式
磁化式
霍尔传感器性能检测 铁针
磁控式
磁化 式
霍尔传感器性能检测
2、测量输出电平
（1）连接电源线 将电源线两端分别与直流稳压电源和霍尔传感 器检测台面板上的正负接线端子连接。（注意： 正负极不得接反）
电源线
霍尔传感器性能检测 （2）准备稳压电源 1）选择稳压输出 2）将直流稳压电源的电压旋钮逆时针转到底。 3）电流调整旋钮逆时针转到底，再顺时针旋转少许。 4）打开直流稳压电源开关。
霍尔传感器性能检测
（3）整形电路：一般采用施密特触发器，它把经差 分放大的电压整形为矩形脉冲，实现A/D转换。
（4）输出管：由一个或两个三极管组成，采用单管 或双管集电极开路输出，集电极输出的优点是可 以跟很多类型的电路直接连接，使用方便。
（5）电源电路：包括稳压电路和恒流电路，设置稳 压和恒流电路的目的，一方面是为了改善霍尔传 感器的温度性能，另一方面可以大大提高集成霍 尔传感器工作电源电压的适用范围。
稳压/稳流选择按钮
电压旋钮 电流旋钮
电源开关
霍尔传感器性能检测
（3）调整输入电压
1）打开万用表，选择直流电压档的合适量程。 2）红、黑表笔分别插入“+5V”“-”两个端子。 3）打开待测传感器的电源开关。（显示灯亮为开，电压过 小时显示灯也不亮。） 3）旋转直流稳压电源的电压旋钮，同时观察万用表的显示 值，直至显示电压等于待测霍尔传感器标注的电源电压。
高中物理霍尔效应实验的操作性探究
高中物理霍尔效应实验的操作性探究霍尔效应是新课标人教版高中物理教材选修3-1中的一个研究课题，霍尔元件在选修3-2第六章“传感器”中也有专门介绍，并要求实际“做一做”。
教材中两处出现此内容，体现了新课标的理念，即关注现代科技、联系生产实际，同时也是为了拓宽学生的知识面、增强学生的创新设计能力和激发学生的兴趣。
然而很多中学到目前为止仍然很难完成这个实验。
究其原因，除了应试这个根深蒂固的原因以外，与霍尔效应实验本身操作具有一定的难度也有关。
为了落实新课标的相关要求，笔者通过不断实践、总结，并查阅相关资料，比较顺利地演示了霍尔效应实验。
现将霍尔效应实验在准备及操作过程中的一些注意事项总结如下，供各位同行参考。
一、霍尔元件的选取和加工处理1.霍尔元件的选取霍尔效应实验的核心器材是霍尔元件（霍尔传感器），但目前市面上很少有专供中学实验室使用的霍尔元件出售，需要教师到专业商店进行选购。
由于笔者所在地并没有这样的专门商店，所以选择了在网上购置。
网上出售的霍尔元件分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种类型，前者输出模拟量，后者输出数字量。
由于实验要观察的是霍尔传感器的输出电压与外加磁场强度的线性关系，所以演示实验中所要选择的是线性型霍尔传感器，如HW-101A，THS119等型号，其中HW-101A为贴片型霍尔传感器。
笔者在尝试过程中，由于事先对这两种类型缺乏必要的了解，在选择时曾经走过一段弯路，起初购置回来的是开关型霍尔传感器，而不是线性型霍尔传感器，结果导致实验中反复操作，都没能观察到预想的“输出电压与外加磁场强度呈线性关系”现象的出现，当时还百思不得其解。
2.贴片型线性霍尔元件的加工市售的贴片型线性霍尔元件价格比较便宜，但是个又薄又脆的半导体元件，体积很小，引线很细，且不牢固，极容易扯断，并不能直接使用。
为了防止在实验中霍尔贴片或引脚线断裂，延长其寿命，以及考虑使用上的方便，需要对买回来的贴片型线性霍尔传感器进行适当的加工处理。
霍尔电流环
霍尔电流环是一种电气工程中常见的连接方式，通常用于传感器与控制器之间的信号传输。
其原理是利用霍尔效应来检测电流。
具体来说，霍尔电流环能够把测量到的磁场信息转化成电信号，并实现与被检测电流无关的直流电压输出。
这个电压信号可以进一步转换成电流、频率等其他形式的信号。
此外，霍尔电流环通常由霍尔元件、放大器、温度补偿电路等部分组成，具有测量精度高、线性度好、响应速度快、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于电力电子、电机控制、开关电源等领域。
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1 磁平衡（补偿）式接线法
磁平衡（补偿）式电流、电压传感器/变换器有HNC、HNV两系列：其输出信号多为电流。
（若需要电压输出方式，可在M端与电流地之间根据所需电压大小外接取样电阻或将取样电压进行必要的信号放大。
）
该类常规传感器的3个接线端子分别为：正电源输入接“+”端，负电源输入接“-”端，“M”端为信号输出端。
2 直放式接线法
直放式电流传感器有HDC系列。
它的输出信号为电压方式，在额定工作条件下，其标准输出信号为±4V，用户可根据需要选取。
传感器上有零点和增益电位器，用户一般不需再作调整。
若用户有特殊要求，可向厂方订做。
直放式电流传感器的接线方法会因具体产品的不同而有所不同，但多为4个接线端子分别为：正电源输入接“+”端，负电源输入接“-”端，“M”端为信号输出端，“0”端为电源地。
3 电压传感器的接线法
电压传感器一般有5个接线端子，其中“V +”、“V-”为原边端子，分别接被测电压输入端的正极和负极。
另外3个端子为副边端子，“+”端接+15V电源，“-”端接-15V电源，“M”端为信号输出端。
根据所测电压大小的不同，用户可根据需要在被测电压一端串接一个限流电阻R后再接到传感器的原边，串接电阻R的大小由下式决定：
R=Vp/Iin-Rin
式中R为串联电阻，Vp为被测电压，Iin为额定输入电流，Rin为传感器的原边内阻。
串接电阻功率大小由W=Vp·Iin确定。
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