霍尔传感器的主要特性参数及用途是什么（霍尔传感器的主要特性参数及用途有哪些）

霍尔传感器是全球第三大传感器产品。它们广泛应用于工业、汽车工业、计算机、手机和新兴消费电子领域。

未来几年，随着越来越多的汽车电子和工业设计企业迁往中国，霍尔传感器在中国市场的年销量将保持20%~30%的快速增长。

同时，霍尔传感器的相关技术仍在不断完善，可编程霍尔传感器、智能霍尔传感器和微型霍尔传感器将有更好的市场前景。

什么是霍尔效应？

霍尔效应是磁电效应的一种。这种现象是A.H. Hall (1855-1938) 于1879 年在研究金属导电机制时发现的。

后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而且半导体的霍尔效应比金属强很多。当电流通过垂直于外部磁场的导体时，载流子发生偏转，并在垂直于电流和磁场的方向上产生波形。附加电场在导体的两端产生电势差。这种现象就是霍尔效应。该电位差也称为霍尔电位差。霍尔效应应使用左手定则来判断。

式（1）中：如果控制电流Ic保持恒定，在一定条件下，可以通过测量霍尔电压来计算磁感应强度，从而建立磁场与电压信号之间的联系。根据这种关系，已经开发出用于测量磁场的半导体器件，即霍尔元件。

霍尔效应的本质是固体材料中的载流子在外磁场中运动时，由于洛伦兹力的作用，其轨迹发生偏转，在材料的两侧发生电荷积累，形成垂直于运动方向的结构。当前的。电场最终用电场斥力平衡载流子上的洛伦兹力，从而在两侧建立稳定的电势差，即霍尔电压。

正交电场与电流强度和磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场与电流强度的比值就是电阻率。大量研究表明，材料的导电过程中不仅有带负电的电子，还有带正电的空穴。

什么是霍尔传感器？

霍尔传感器是一种基于霍尔效应的磁场传感器，广泛应用于工业自动化技术、检测技术和信息处理中。

通过霍尔效应实验测得的霍尔系数可以确定半导体材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等重要参数。

由于霍尔元件产生的电位差很小，因此霍尔元件通常与放大电路、温度补偿电路、稳压电源电路集成在一个芯片上，称为霍尔传感器。霍尔传感器也称为霍尔集成电路，外观小巧，如下图所示：

霍尔传感器的一种

霍尔传感器的优点和用途

很多人都知道，汽车的自动化程度越高，微电子电路越多，就越怕电磁干扰。汽车内有很多灯具和电器装置，特别是功率较大的大灯、空调电机和雨刷电机等，在开关时会产生浪涌电流，使机械开关触点产生电弧，产生较大的电磁干扰。信号。

通过使用功率霍尔开关电路可以减少这些现象。霍尔器件检测磁场的变化并将其转换为电信号输出，可用于监测和测量汽车各部件工作参数的变化。

例如位置、位移、角度、角速度、旋转速度等，并且这些变量可以进行两次变换；可测量压力、质量、液位、流量、流量等。霍尔器件的输出直接与电子控制单元连接，实现自动检测。

目前的霍尔器件可以承受一定的振动，并且可以在-40C到零上150C的范围内工作。全部密封，不受水、油污染，能充分适应汽车恶劣的工作环境。

霍尔传感器可以测量电流和电压的任意波形，例如直流、交流、脉冲波形等，甚至可以测量瞬态峰值。次级电流忠实地反映了初级电流的波形。是普通变压器无法比拟的。它们一般只适合测量50Hz 正弦波。

原边电路与副边电路之间有良好的电气隔离，隔离电压可达9600Vrms；

精度高：工作温度范围内精度优于1%，适合任意波形的测量；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无弹跳，位置重复精度高（可达m级）。

宽带宽：高带宽电流传感器的上升时间可小于1s；然而，电压传感器的带宽较窄，一般在15kHz以内。 6400Vrms高压电压传感器的上升时间约为500uS，带宽约为700Hz。

测量范围宽：电流测量可达50KA，电压测量可达6400V。

具有结构坚固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便、功耗低、频率高（可达1MHZ）、耐振动、不怕灰尘、油污、水汽、盐分的污染或腐蚀。喷雾等

通常用于测量轮轴速度，例如内燃机点火正时（正时）或转速表。它用于无刷直流电机中检测永磁体的位置。

霍尔传感器广泛应用于变频调速装置、逆变装置、UPS电源、通信电源、电焊机、电力机车、变电站、数控机床、电解电镀、微机监控、电网监控等需要隔离的设施电流和检测，以及新兴的太阳能、风能、地铁轨道信号、汽车电子等领域。

霍尔传感器主要特性参数

前面介绍过，霍尔传感器是一种基于霍尔效应的磁场传感器。其主要特性参数如下。

(1)输入电阻R

霍尔传感器元件激励电流两端的直流电阻称为输入电阻。其值范围从几欧姆到数百欧姆，具体取决于不同类型的元件。

随着温度升高，输入电阻变小，从而增加输入电流，最终导致霍尔传感器的电势发生变化。为了减少这种影响，最好采用恒流源作为激励源。

(2)输出电阻R

两个霍尔传感器电位输出端之间的电阻称为输出电阻，其位数与输入电阻相同数量级。它也随着温度的变化而变化。选择合适的负载电阻很容易匹配，并且可以最大限度地减少温度引起的工艺水电势漂移。

(3)最大励磁电流I---霍尔传感器参数

由于霍尔传感器的电位随着激励电流的增大而增大，因此在应用中总是希望采用1M的较大激励电流。然而，随着励磁电流的增大，成尔元件的功耗增大，元件的温度升高。这会导致霍尔传感器隧道电势的温度漂移增加。因此，每个型号的几件都有相应的最大励磁电流，其值从几毫安到几百毫安不等。

(4) 灵敏度K

灵敏度KH=EH/IB，其值约为10MV(MA.T)。

(5)最大磁感应强度BM---霍尔传感器参数

当磁感应强度超过BM时，霍尔传感器电势的非线性误差将显着增大，Tes（T）变为数千高斯（Gs）（1Gs=104T）。

(6)等电位

在额定励磁电流F下，当外磁场为零时，是由于四个磁极几何尺寸不对称而引起的误差。

(7) 霍尔传感器电势温度系数

6M的值一般为零。霍尔传感器输出端之间的开路电压称为不等电位。使用时，常采用电桥法来补偿不等电位。在一定的磁感应强度和励磁电流的作用下，当温度变化1摄氏度时，霍尔传感器电势变化的百分比就是霍尔传感器电势温度系数，它与霍尔传感器元件的材料有关。