霍尔位置传感器原理和应用

1、霍尔位置传感器原理和应用一.霍尔位置传感器的特点：霍尔位置传感器是一种检测物体位置的磁场传感器。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。霍尔位置传感器以霍尔效应原理为 其工作基础。霍尔位置传感器具有许多优点，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。霍尔位置传感器开关型输出的具有无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高（可达w m级）。采取了各种补偿和保护措施的霍尔位置 传感器的工作温度范围可达到55 C150C。按照霍尔位置传感器的功能可将它们分为 ：霍尔线性

2、型传感器和霍尔开关型传 感器。前者输出模拟量，后者输出数字量。霍尔位置传感器通过它对磁场变化的测量，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，因而有着广 泛的用途。二.霍尔位置传感器的原理：霍尔效应和霍尔元件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 霍 尔在1879年发现的。VH称为霍尔电压。这种现象的产生，是因为通电半导

3、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。霍尔电场产生的电场力和洛仑兹力相反，它阻碍载流子继续堆积，直到霍尔电场力和洛仑兹力相等。这时，片子两侧建立起一个稳定的电压，这就是霍尔电压，这个半导体薄片称为霍尔元件。 霍尔元件可用多种半导体材料制作，如 Ge Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP 等等。霍尔集成电路霍尔集成电路是将一个霍尔元件 和电压放大电路、信号处理电路集成在同一 个硅芯片上，生产出单片霍尔集成电路，它又分为霍尔线性电路和霍尔开关电路。5MJ5MJGND0GND 射极输出 2.3霍尔位置传感器霍尔位置传感器采

4、用霍尔元件、霍尔开关电路、霍尔线性电路以及各种补偿和保护电路和磁路组件组合成霍尔位置传感器。霍尔位置传感器包括：霍尔位置基准传感器、霍尔零位传感器、霍尔行程传感器、 霍尔齿轮传感器、霍尔接近开关等等。三.霍尔位置传感器的应用霍尔接近开关的应用霍尔接近开关是由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级 以及各种补偿和保护电路组成。在外磁场的作用下，当磁感应强度超过导通阈值BOP时，霍尔接近开关输出管导通，输出低电平。之后，B再增加, 仍保持导通态。若外加磁场的 B值降低到BRP时，输出管截止，输出高电平。我们称BOP为工作点，BRP为释放点，BOPBRP=BH称为回差。回差的存在使开关电

5、路的抗干扰能力增强d而 产N-D “0 fr-r S也霍尔接近开关工作磁体的设置 方法:工作磁体和霍尔接近开关间的运动方式有：(a)对移；(b)侧移；旋转；(d)隔断(e)锁定。对移(b)侧移;旋转(d)隔断隔断铁片可以做成不同的形状，对应的输出有不同的脉冲信号(e)锁定;霍尔接近开关的输出接口a)NPN桥由同负或连接b)PNP汾出司负我连接NPN匹同数宇电路连接 d：NPN型同单向可找理库接士)NPN型同双向可拉也主接：霍尔位置基准传感器、霍尔零位传感器原理与应用霍尔零位传感器的原理零位传感器的方框图:由于采用了过零点触发，故传感器定位精度高，温度稳定性能好，满足了绝对零点高精度定位的要求；090 4WGAP W X090 4WGAP W X七巨肉(inches)中心各边采用高斜率磁场强度变化曲线的磁路组件霍尔齿轮传感器的应用霍尔齿轮传感器是一种直接测试导磁金属磁轮的传感器，用户不需要在动作部分安装工作磁体，具有体积小、测速精度高，并可以测零”转速，是一种测速的好方法。霍尔齿轮传感器测速示意图：霍尔齿轮传感器磁路原理图:齿轮传感 器原境图齿轮传感 器原境图齿轮隹息器霍尔齿轮传感器线