全面認(rèn)知·線性霍爾IC

線性霍爾IC，是一種rail to rail的模擬輸出傳感器，后端微控制器處理起來(lái)簡(jiǎn)單方便，因此與霍爾IC一樣，適用于白色家電和工業(yè)設(shè)備。

線性霍爾IC進(jìn)行模擬輸出，與數(shù)字輸出的霍爾IC相比，位置檢測(cè)精度更高。本章將介紹線性霍爾IC的原理和應(yīng)用。

線性霍爾IC原理

線性霍爾IC通過(guò)后段信號(hào)處理IC，將內(nèi)置的霍爾元件的輸出電壓進(jìn)行放大，在0~Vcc的范圍內(nèi)進(jìn)行線性輸出（圖1）。信號(hào)處理IC的放大率的差異，形成了不同靈敏度的線性霍爾IC產(chǎn)品。

不施加磁場(chǎng)時(shí)，輸出為Vcc/2。施加N極或S極磁場(chǎng)時(shí)，輸出發(fā)生增減（0~Vcc）。施加的磁場(chǎng)超出規(guī)格范圍時(shí)，輸出飽和。

因此，建議根據(jù)需要測(cè)量的磁場(chǎng)范圍選擇相匹配靈敏度的線性霍爾IC，以便有效利用線性霍爾IC的輸出范圍。

與霍爾IC一樣，線性霍爾IC的輸出電壓范圍由電源決定，后端微控制器能夠快速接收。

圖1 工作電路（參考圖）

典型應(yīng)用實(shí)例

能夠進(jìn)行液位檢測(cè)的燃油表和液位計(jì)傳感器

燃油表和液位計(jì)傳感器是一種用于提示液體燃料或蓄水箱的余量是否達(dá)到預(yù)設(shè)值的傳感器。因?yàn)槭?a href="http://www.brongaenegriffin.com/v/tag/1472/" target="_blank">機(jī)械非接觸式，電路能設(shè)置在儲(chǔ)罐的外部，所以也適用于檢測(cè)可燃性液體，常被用于檢測(cè)儲(chǔ)罐的上限（滿(mǎn)）或下限（空）液位。液位計(jì)傳感器的主要構(gòu)成部件是磁鐵、線性霍爾IC和浮子。

當(dāng)儲(chǔ)罐中有足夠的液體時(shí)，如圖2 (1)所示，由于被施加S極磁場(chǎng)，線性霍爾IC的輸出接近0V。

隨著液位的下降，施加在線性霍爾IC上的S極磁場(chǎng)減小，輸出信號(hào)逐漸增大。如圖2 (2)所示，當(dāng)磁鐵S極和N極的邊界到達(dá)線性霍爾IC的正面時(shí)，S極外加磁場(chǎng)變?yōu)?，線性霍爾IC的輸出變?yōu)橹悬c(diǎn)電壓（如：電源電壓為5V時(shí)，中電電壓為2.5V）。

隨著水位進(jìn)一步下降，N極磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng)，線性霍爾IC的輸出繼續(xù)增大。當(dāng)液體消失時(shí)，如圖2 (3)所示，線性霍爾IC在N極強(qiáng)大磁場(chǎng)作用下，輸出與電源電壓相同的電壓信號(hào)。

與開(kāi)關(guān)式霍爾IC不同，線性霍爾IC為模擬輸出，不僅可以檢測(cè)液位的下限位置，也能檢測(cè)出液位的具體高度。通過(guò)組合使用多個(gè)磁鐵和傳感器，還可以擴(kuò)大檢測(cè)范圍。不過(guò)，需要綜合考慮線性霍爾IC的標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)范圍、磁鐵尺寸以及磁鐵與線性霍爾IC之間的距離。

圖2 液位計(jì)余量檢測(cè)示例和線性霍爾IC示意圖

輸入控制搖桿

輸入控制搖桿是一種模擬接口，常用于游戲手柄、無(wú)線裝置的操控等。

主要構(gòu)成部件包括搖桿、鉸鏈、圓形磁鐵和線性霍爾IC。

將霍爾IC放置在固定搖桿的鉸鏈的正下方。
然后，如圖3 (2)所示，安裝搖桿，當(dāng)搖桿處于行程中間位置時(shí)，圓形磁鐵S極和N極的邊界位于霍爾IC的正上方。

這種布置可以在搖桿角度約為±30°的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)線性輸出。

圖3 輸入控制搖桿示例和線性霍爾IC示意圖

開(kāi)環(huán)電流傳感器

磁性電流傳感器通過(guò)測(cè)量目標(biāo)電流線周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)（磁通密度）來(lái)檢測(cè)電流大?。▓D4）。

只需將“《全面認(rèn)知·低溫漂霍爾元件》”中的“開(kāi)環(huán)型電流傳感器”中的霍爾元件替換為線性霍爾IC，優(yōu)點(diǎn)是使用線性霍爾IC后不再需要霍爾元件后端的放大電路。

圖4 使用線性霍爾IC的電流傳感器原理圖

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