霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器?；魻栃?yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。后來發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng)，而半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬強(qiáng)得多，利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測技術(shù)及信息處理等方面?；魻栃?yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。

　　霍爾效應(yīng)的原理

　　霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾（A.H.Hall，1855-1938）于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。后來發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng)，而半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬強(qiáng)得多，利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測技術(shù)及信息處理等方面?；魻栃?yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。流體中的霍爾效應(yīng)是研究“磁流體發(fā)電”的理論基礎(chǔ)。由霍爾效應(yīng)的原理知，霍爾電勢的大小取決于： Rh為霍爾常數(shù)，它與半導(dǎo)體材質(zhì)有關(guān)；IC為霍爾元件的偏置電流；B為磁場強(qiáng)度；d為半導(dǎo)體材料的厚度。對(duì)于一個(gè)給定的霍爾器件，Vh將完全取決于被測的磁場強(qiáng)度B.

　　一個(gè)霍爾元件一般有四個(gè)引出端子，其中兩根是霍爾元件的偏置電流IC的輸入端，另兩根是霍爾電壓的輸出端。如果兩輸出端構(gòu)成外回路，就會(huì)產(chǎn)生霍爾電流。一般地說，偏置電流的設(shè)定通常由外部的基準(zhǔn)電壓源給出；若精度要求高，則基準(zhǔn)電壓源均用恒流源取代。為了達(dá)到高的靈敏度，有的霍爾元件的傳感面上裝有高導(dǎo)磁系數(shù)的坡莫合金；這類傳感器的霍爾電勢較大，但在0.05T左右出現(xiàn)飽和，僅適用在低量限、小量程下使用。近年來，由于半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了各種類型的新型集成霍爾元件。這類元件可以分為兩大類，一類是線性元件，另一類是開關(guān)類元件。

　　霍爾傳感器A3144E的使用方法

　　1、霍爾面向自己（印章面），管腳向下，從左到右分別為：1腳：正極（開關(guān)霍爾4．5V到24V）、2腳：負(fù)極、3腳：輸岀（信號(hào)）。在正極和輸出接電阻（1到10K）。在負(fù)極和輸出間接一個(gè)發(fā)光二極管（或用萬用表測量電壓，兩個(gè)值，高電平等于電源電壓低電平約等于零，您的版上大概都有）。接電后用磁鐵靠近或遠(yuǎn)離或反正面反復(fù)在霍爾印章面可以看到發(fā)光二極管是否發(fā)光變化（磁鋼靠近有霍爾有輸出變化的那一面為S極）。如有變化就好的，沒變化就是壞的?？梢詤⒖枷拢篛H44E（單極開關(guān)，磁鋼S極靠近或遠(yuǎn)離）

　　2、把霍爾的信號(hào)線直接給單片機(jī)。

　　3、磁鋼靠近有霍爾有輸出變化的那一面為S極，如果想簡單知道磁通量大?。f的磁場變化）就要用到線性霍爾了！

　　AHl73的霍爾傳感器的安裝

　　本電路中使用的霍爾傳感器的型號(hào)為AHl73，內(nèi)部電路框圖如圖1所示。它由霍爾元件H、霍爾電源REG、放大器AMP、施密特觸發(fā)器C和輸出電路組成?；魻栐﨟的作用是把磁場強(qiáng)度的大小轉(zhuǎn)換成輸出電壓的大??；放大器AMP的作用有兩個(gè)．其～是將雙端輸人的差動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端的輸出信號(hào)，其二是把霍爾元件送來的小電壓信號(hào)放大．使它滿足施密特觸發(fā)器對(duì)輸人信號(hào)電壓的要求；施密特觸發(fā)器c的作用是把輔人的模擬信號(hào)進(jìn)行整形．輸出脈沖信號(hào)。AHl73芯片使用的電源電壓VCC范圍是3—20V，輸出波形是矩形波．最大灌電流25mA．輸出三極管T的集電極電阻RPU為10k．當(dāng)電源電壓VCC為6V時(shí)．輸出電流為05mA。它輸出的脈沖信號(hào)可直接供單片機(jī)使用。

　　AHl73霍爾傳感器的安裝圖如圖2所示。為了提高測量精度．在被測轉(zhuǎn)盤上裝有10只磁性體．安裝磁性體時(shí)要注意磁極的安裝方向．要使10個(gè)磁性體的磁極N極朝向AHl73芯片的正面。轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)周磁場變化10坎，霍爾元件感應(yīng)電勢也隨磁場變化10發(fā)．經(jīng)過放大整形輸出電路就可以得到被測電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)脈沖。

　　AHl73霍爾傳感器的引腳圖如圖3所示。1腳VCC接5v電源的正極．2腳GND接5v電源的負(fù)極．3腳OUT是測量信號(hào)輸出端．接單片機(jī)的P35腳。

　　機(jī)STCl2C5A60S2、共陽極LED顯示器和AHl73霍爾傳感器等元件組成．供電電源為5v。其元器件清單如表1所示。

　　該電路采用4位共陽極LEO顯示．采用動(dòng)態(tài)掃描方式。單片機(jī)P。口輸出顯示段碼，P2口輸出顯示位碼。LED顯示的亮度可通過段限流電阻的大小和位碼掃描速度進(jìn)行調(diào)整。

　　霍爾傳感器使用注意事項(xiàng)

　?。?）為了得到較好的動(dòng)態(tài)特性和靈敏度，必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合，要耦合得好，最好用單根導(dǎo)線且導(dǎo)線完全填滿霍爾傳感器模塊孔徑。

　?。?）使用中當(dāng)大的直流電流流過傳感器原邊線圈，且次級(jí)電路沒有接通電源|穩(wěn)壓器或副邊開路，則其磁路被磁化，而產(chǎn)生剩磁，影響測量精度（故使用時(shí)要先接通電源和測量端M），發(fā)生這種情況時(shí)，要先進(jìn)行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源，而在原邊線圈中通一同樣等級(jí)大小的交流電流并逐漸減小其值。

　　（3）在大多數(shù)場合，霍爾傳感器都具有很強(qiáng)的抗外磁場干擾能力，一般在距離模塊5-10cm之間存在一個(gè)兩倍于工作電流Ip的電流所產(chǎn)生的磁場干擾是可以忽略的，但當(dāng)有更強(qiáng)的磁場干擾時(shí)，要采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫鉀Q。通常方法有：

　　①調(diào)整模塊方向，使外磁場對(duì)模塊的影響最小；

　?、谠谀K上加罩一個(gè)抗磁場的金屬屏蔽罩；

　?、圻x用帶雙霍爾元件或多霍爾元件的模塊電源維修；

　?。?）測量的最佳精度是在額定值下得到的，當(dāng)被測電流遠(yuǎn)低于額定值時(shí)，要獲得最佳精度，原邊可使用多匝，即：IpNp=額定安匝數(shù)。另外，原邊饋線溫度不應(yīng)超過80℃。