霍爾元件的工作原理以及使用注意事項解析

根據(jù)霍爾效應原理制成的高斯計（特斯拉計）在測量磁場中，有著廣泛的應用。這種儀器是由作為傳感器的霍爾探頭及儀表整機兩部分組成。其中探頭內(nèi)霍爾元件的尺寸、性能與封裝結(jié)構(gòu)對磁場測量的準確度起著關(guān)鍵的作用?；魻柼筋^在磁場中因霍爾效應而產(chǎn)生霍爾電壓，測出霍爾電壓后根據(jù)霍爾電壓公式和已知的霍爾系數(shù)可確定磁感應強度的大小。高斯計的讀數(shù)以高斯或特斯拉為單位，高斯是常見非法定計量單位，特〔斯拉〕是法定計量單位。

霍爾元件應用范圍極其廣泛，如在汽車分電器上作信號傳感器、ABS系統(tǒng)中的速度傳感器、汽車速度表和里程表、液體物理量檢測器、各種用電負載的電流檢測及工作狀態(tài)診斷、發(fā)動機轉(zhuǎn)速及曲軸角度傳感器、各種開關(guān)，等等。

工作領(lǐng)域

（a）永磁體的表面磁場測量：采用高斯計（特斯拉計）測量永磁產(chǎn)品表面磁場強度，主要是對永磁產(chǎn)品的質(zhì)量及充磁后磁性能一致性的評估;通常測量中磁體表面中心點的磁場強度進行測量，通過對標準樣品數(shù)據(jù)進行比較從而判斷產(chǎn)品是否合格，同時也可以保證材料的一致性。

（b）氣隙磁場的測量：采用高斯計（特斯拉計）測量氣磁場的應用比較廣泛，在科研、電子制造、機械等領(lǐng)域均有用到。應用比較典型的行業(yè)主要有電機和電聲兩大行業(yè)。

（c）余磁測量：如工件退磁后的退磁效果檢測。

（d）漏磁測量：如喇叭漏磁測量。

霍爾效應

了解霍爾元件的工作原理讓我們先從學習霍爾效應開始吧。

霍爾效應是電磁效應的一種，這一現(xiàn)象是美國物理學家霍爾于1879年在研究金屬的導電機制時發(fā)現(xiàn)的。當電流垂直于外磁場通過半導體時，載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，垂直于電流和磁場的方向會產(chǎn)生一附加電場，從而在半導體的兩端產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象就是霍爾效應，這個電勢差也被稱為霍爾電勢差。

霍爾元件的工作原理以及使用注意事項解析

霍爾元件

根據(jù)霍爾效應做成的霍爾器件，就是以磁場為工作媒介，將物體的運動參量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字電壓的形式輸出，使之具備傳感和開關(guān)的功能。按照霍爾元件的功能可將它分為霍爾線性元件和霍爾開關(guān)元件，前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。

1 霍爾線性元件

線性型霍爾元件的內(nèi)部構(gòu)成主要包括：穩(wěn)壓電路、線性霍爾元件、運算放大器三大部分。其輸入是磁感應強度，輸出是和輸入量成正比的電壓。這類電路有很高的靈敏度和優(yōu)良的線性度，適用于各種磁場檢測。線性霍爾元件會根據(jù)磁場的強弱觸發(fā)出拋物線式的行程，比如電動車的加速把就是用線性霍爾元件，可以根據(jù)磁場的變化使速度從0加到最大，但是磁場強度超過某區(qū)間最高點時，速度始終保持不變。

2 霍爾開關(guān)

開關(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、放大器、斯密特觸發(fā)器和輸出級組成。

霍爾元件的工作原理以及使用注意事項解析