發布日期：2022-10-09 點擊率：236
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霍爾傳感器是基于霍爾效應的一種磁敏傳感器。將通有電流的物體放在磁場中，如果電流方向與磁場方向互相垂直，則在與磁場和電流方向都垂直的方向上會產生橫向電勢差，這個現象稱為霍爾效應，產生的電勢差稱為霍爾電壓。采用產生霍爾效應顯著的半導體材料制成霍爾器件，作為霍爾傳感器中的磁電轉換元件，可以進行電磁測量，如測量磁場、電流、電功率等磁物理量和電量。霍爾傳感器還可以利用磁場作為媒介，對很多物理量實現非接觸式測量，通過轉換測量力、位移、振動、加速度、轉速、流量等非電量，廣泛應用于工業、交通、通信、自動控制、家用電器等各個領域。
霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器，廣泛地應用于工業自動化技術、檢測技術及信息處理等方面。
通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數，能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數。
由于霍爾元件產生的電勢差很小，故通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補償電路及穩壓電源電路等集成在一個芯片上，稱之為霍爾傳感器。霍爾傳感器也稱為霍爾集成電路，其外形較小，如下圖所示：
霍爾傳感器的優點及用途
許多人都知道，轎車的自動化程度越高，微電子電路越多，就越怕電磁干擾。而在汽車上有許多燈具和電器件，尤其是功率較大的前照燈、空調電機和雨刮器電機在開關時會產生浪涌電流，使機械式開關觸點產生電弧，產生較大的電磁干擾信號。
采用功率霍爾開關電路可以減小這些現象。霍爾器件通過檢測磁場變化，轉變為電信號輸出，可用于監視和測量汽車各部件運行參數的變化。
例如位置、位移、角度、角速度、轉速等等，并可將這些變量進行二次變換；可測量壓力、質量、液位、流速、流量等。霍爾器件輸出量直接與電控單元接口，可實現自動檢測。
目前的霍爾器件都可承受一定的振動，可在零下40℃到零上150℃范圍內工作，全部密封不受水油污染，完全能夠適應汽車的惡劣工作環境。
霍爾傳感器可以測量任意波形的電流和電壓，如：直流、交流、脈沖波形等，甚至對瞬態峰值的測量。副邊電流忠實地反應原邊電流的波形。而普通互感器則是無法與其比擬的，它一般只適用于測量50Hz正弦波
原邊電路與副邊電路之間有良好的電氣隔離，隔離電壓可達9600Vrms；
精度高：在工作溫度區內精度優于1%，該精度適合于任何波形的測量；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高（可達μm級）。
寬帶寬：高帶寬的電流傳感器上升時間可小于1μs；但是，電壓傳感器帶寬較窄，一般在15kHz以內，6400Vrms的高壓電壓傳感器上升時間約500uS，帶寬約700Hz。
測量范圍廣泛：電流測量可達50KA，電壓測量可達6400V。
結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。
上圖即是一種典型的霍爾傳感器實現定位應用---一個輪上的兩個磁鐵經過霍爾效應傳感器。圖示中的輪子，帶有兩個等距的磁鐵，傳感器上的電壓在一個周期內將兩次達到峰值。
通常被用于計量車輪和軸的速度，例如在內燃機點火定時（正時）或轉速表上。其在無刷直流電動機的使用，用來檢測永磁鐵的位置。
霍爾傳感器廣泛應用在變頻調速裝置、逆變裝置、ups電源、通信 電源、電焊機、電力機車、變電站、數控機床、電解電鍍、微機監測、電網監測等需要隔離檢測電流的設施中以及新興的太陽能、風能和地鐵軌道信號、汽車電子等領域。
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原標題：霍爾傳感器的功能特點和優缺點分析
霍爾傳感器以霍爾效應為其工作基礎，是由霍爾元件和它的附屬電路組成的集成傳感器。霍爾傳感器作為三大傳感器之一，廣泛地應用于工業自動化技術在工業生產、交通運輸和日常生活中有著非常廣泛的應用。霍爾效應是磁電效應的一種，這一現象是霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導電機構時發現的。磁場中有一個霍爾半導體片，恒定電流I從A到B通過該片。在洛侖茲力的作用下，I的電子流在通過霍爾半導體時向一側偏移，使該片在CD方向上產生電位差，這就是所謂的霍爾電壓。
霍爾電壓隨磁場強度的變化而變化，磁場越強，電壓越高，磁場越弱，電壓越低，霍爾電壓值很小，通常只有幾個毫伏，但經集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號。若使霍爾集成電路起傳感作用，需要用機械的方法來改變磁感應強度。下圖所示的方法是用一個轉動的葉輪作為控制磁通量的開關，當葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時，磁場偏離集成片，霍爾電壓消失。這樣，霍爾集成電路的輸出電壓的變化，就能表示出葉輪驅動軸的某一位置，利用這一工作原理，可將霍爾集成電路片用作用點火正時傳感器。霍爾效應傳感器屬于被動型傳感器，它要有外加電源才能工作，這一特點使它能檢測轉速低的運轉情況。
01
霍爾傳感器功能特點
1、霍爾傳感器可以對任意波形的電流電壓進行測量，但是普通的傳感器就不具有這種功能，普通傳感器只是用于測量50Hz正弦波；
2、霍爾傳感器的原邊電路與副邊電路之間的電氣隔離是比較好的，隔離的電壓最高達到了9600Vrms;
3、霍爾傳感器是一款精度高傳感器，傳感器在工作溫度區內精度優于1%，這樣的測量精度無論對于什么波形的測量都是比較適合的。
4、霍爾傳感器的線性度優于0.1%;并且霍爾傳感器是系列產品，電流測量可達50KA，電壓測量可達6400V。
5、寬帶寬：高帶寬的電流傳感器上升時間可小于1μs;但是電壓傳感器帶寬較窄，一般在15kHz以內，6400Vrms的高壓電壓傳感器上升時間約500uS，帶寬約700Hz。
02
霍爾傳感器優缺點分析
1、優點：
精度高：在工作溫度區內精度優于1%，該精度適合于任何波形的測量；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高（可達μm級）。
寬帶寬：高帶寬的電流傳感器上升時間可小于1μs；但是，電壓傳感器帶寬較窄，一般在15kHz以內，6400Vrms的高壓電壓傳感器上升時間約500uS，帶寬約700Hz。
測量范圍廣泛：電流測量可達50KA，電壓測量可達6400V。
結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。
2、缺點：
互換性比較差，信號隨溫度變化，非線性輸出，最好用單片機進行非線性和溫度校正。
因為霍爾傳感器的這些特性，霍爾傳感器廣泛應用在變頻調速裝置、逆變裝置、UPS電源、通信 電源、電焊機、電力機車、變電站、數控機床、電解電鍍、微機監測、電網監測等需要隔離檢測電流的設施中以及新興的太陽能、風能和地鐵軌道信號、汽車電子等領域。
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責任編輯：
優點：1、靈敏度較高，2、體積很小，便于制成特殊規格的探頭，例如只有零點幾毫米厚的磁場強度儀。
缺點：互換性差，信號隨溫度變化，非線性輸出，最好用單片機進行非線性和溫度校正。
優點：1、靈敏度較高，2、體積很小，便于制成特殊規格的探頭，例如只有零點幾毫米厚的磁場強度儀。
缺點：互換性差，信號隨溫度變化，非線性輸出，最好用單片機進行非線性和溫度校正。
簡單，可靠性高，應用范圍廣。缺點就是價格較貴！
范圍廣
隨著經濟改革的不斷深入，節能降耗已經成為降低生產成本、提高產品質量的重要手段之一，而變頻調速技術正是順應了工業生產自動化發展的要求，開創了一個全新的智能電機時代。目前，該技術在電力、冶金、化工、造紙、食品、紡織等多種行業的電機傳動設備中得到實際應用，已經成為現代電力傳動技術的一個主要發展方向。用變頻器控制電機實現調速，可節省10%以上的電能，霍爾電流傳感器由于其優異的特性，越來越多的變頻器制造商選擇它作為電量監控的元器件。
霍爾電流傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器。它有兩種工作方式，即開環（直放式）和閉環（磁平衡式）。直放式霍爾傳感器的優點是電路形式簡單，成本相對較低；其缺點是精度、線性度較差，響應時間較慢，溫度漂移較大。為了克服它的不足，出現了閉環（磁平衡式）霍爾電流傳感器，閉環式霍爾電流傳感器又稱零磁通式霍爾電流傳感器，它是由原邊電路、聚磁環、霍爾元件次級線圈、放大器等組成。當原邊電流IP產生的磁通通過高品質磁芯集中在磁路中，霍爾元件固定在氣隙中檢測磁通，通過繞在磁芯上的多匝線圈輸出反向的補償電流，用于抵消原邊IP產生的磁通，使得磁路中磁通始終保持為零。經過特殊電路的處理，傳感器的輸出端能夠輸出精確反映原邊電流的電流變化，閉環霍爾電流傳感器具有響應時間短、工作頻率高、過載能力強、高隔離度等眾多優點。
霍爾電流傳感器因其眾多優點，通過對大電流進行精確的檢測和控制，保證了變頻器產品安全可靠的運行，使變頻器在正常輸出的同時，能對異常狀況及時處理。提升了變頻器的可靠性，提高了變頻器的安全品質。所以霍爾電流傳感器在變頻器里的優勢越來越明顯，已成為變頻器行業中不可缺少的一部分。
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