霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall,1855-1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。
由于导体中电流的性质,电流是由电子的定向移动所形成的,并且电子移动的方向和电流方向相反;通常,电子脱离之后的导体便留下了空穴,表现为正电压。
如果导体周围存在足够强的磁场,这时候电荷会受到一种称为洛伦兹力的力,电荷移动的路径便会发现偏移,因此,偏移的电荷会积累到导体的同一面上,而另一面留下空穴,这样导体之间便产生了电势差。
霍尔效应产生的电势差非常小,往往只有几微伏,因此霍尔传感器中往往内置了非常高增益的运算放大器。
通常霍尔传感器最终输出的信号有模拟信号和数字信号两种;
输出数字信号:一般在运算放大器后级增加一个施密特触发器,则输出信号为数字信号,通常为系统提供相应的迟滞和开关阈量,类似的如开关型霍尔元器件;
输出模拟信号:线性霍尔传感器的输出量是模拟信号,配合ADC进行采样,可以用于检测物体的位移;
开关型霍尔根据输入信号和输出关系的不同可以分为:单极性霍尔,双极性霍尔,全极性霍尔。
工业应用:
非接触式旋转位置检测;
机器人技术;
无刷直流电动机换向;
电动工具;
汽车应用:
方向盘位置检测;
油门位置检测;
传动变速箱编码器;
头灯位置控制;
电动座椅位置指示器;
办公设备:
打印机、扫描仪、复印机;
取代光学编码器;
前面板旋转开关;
取代电位器。
霍尔传感器的应用非常广泛,根据输出信号不同,可以分为开关型霍尔和线性霍尔;
开关型霍尔根据感应方式不同可以分为单极性霍尔,双极性锁存霍尔和全极性霍尔。