霍尔开关的工作原理、分类及应用
时间：2015-10-26 阅读：1415
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、交通运输和日常生活中有着非常的应用。
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
。
（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点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域的应用。
（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。
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
（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。
另外还有一种“锁键型”（或称“锁存型”）开关型霍尔传感器，其特性如图5所示。
四、霍尔传感器的应用
按被检测对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。前者是直接检测受检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，这个磁场是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，转变成电学量来进行检测和控制。
（一）线性型霍尔传感器主要用于一些物理量的测量。例如：
1．电流传感器
由于通电螺线管内部存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔传感器测量出磁场，从而确定导线中电流的大小。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，特别于大电流传感。
2．位移测量
如图7所示，两块*磁铁同极性相对放置，将线性型霍尔传感器置于中间，其磁感应强度为零，这个点可作为位移的零点，当霍尔传感器在Z轴上作△Z位移时，传感器有一个电压输出，电压大小与位移大小成正比。
1．测转速或转数
如图9所示，，在非磁性材料的圆盘边上粘一块磁钢，霍尔传感器放在靠近圆盘边缘处，圆盘旋转一周，霍尔传感器就输出一个脉冲，从而可测出转数（计数器），若接入频率计，便可测出转速。
2．各种实用电路
开关型霍尔传感器尺寸小、工作电压范围宽，工作，便宜，因此获得极的应用。下面列举两个实用电路加以说明：
电路1 防盗器
电路2 公共汽车门状态显示器
