霍爾電壓由埃德溫霍爾(Edwin Hall)在1879年發(fā)現(xiàn)?;魻栃?yīng)是由于導(dǎo)體中電流的性質(zhì)引起的。許多發(fā)明都使用了這種霍爾效應(yīng)理論。該理論還用于電流傳感器,壓力傳感器,流體流量傳感器等中??梢詼y(cè)量磁場(chǎng)的此類發(fā)明之一就是霍爾效應(yīng)傳感器。
霍爾效應(yīng)傳感器的定義
霍爾效應(yīng)傳感器是用于測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度的線性傳感器。根據(jù)霍爾效應(yīng)原理,這些傳感器在檢測(cè)到磁場(chǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生霍爾電壓,該霍爾電壓用于測(cè)量磁通密度。
線性傳感器可以測(cè)量廣泛的磁場(chǎng)。除了磁場(chǎng)之外,這些傳感器還用于檢測(cè)接近度,位置,速度。對(duì)于這些傳感器,輸出電壓與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比。
霍爾效應(yīng)傳感器的工作原理
霍爾電壓原理用作霍爾效應(yīng)傳感器的工作原理。通電時(shí),電子在導(dǎo)體的薄帶上成直線流動(dòng)。當(dāng)該帶電導(dǎo)體與垂直于電子運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)接觸時(shí),電子就會(huì)偏轉(zhuǎn)。
一些電子在一側(cè)收集,而另一些在另一側(cè)。因此,導(dǎo)體的一個(gè)平面表現(xiàn)為帶負(fù)電,而另一平面表現(xiàn)為帶正電。這產(chǎn)生電勢(shì)差并產(chǎn)生電壓。該電壓稱為霍爾電壓。
電子繼續(xù)從平面的一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè),直到在由于電場(chǎng)施加在帶電粒子上的力與引起磁通量的力之間達(dá)到平衡為止。當(dāng)這種分離停止時(shí),那一刻的霍爾電壓值就可以測(cè)出磁通密度。
基于霍爾電壓和磁通密度之間的關(guān)系,霍爾效應(yīng)傳感器有兩種類型。在線性傳感器中,輸出電壓與磁通密度線性相關(guān)。在閾值傳感器中,在每個(gè)磁通密度下,輸出電壓都會(huì)急劇下降。
霍爾效應(yīng)傳感器可以看作是線性傳感器。為了處理傳感器的輸出,這些需要線性電路,該電路可以為傳感器提供恒定的驅(qū)動(dòng)電流,并且還可以放大輸出信號(hào)。
霍爾效應(yīng)傳感器的應(yīng)用
霍爾效應(yīng)傳感器的應(yīng)用如下:
當(dāng)與閾值檢測(cè)結(jié)合使用時(shí),它們充當(dāng)開(kāi)關(guān)。
這些用于超高可靠性的應(yīng)用程序,例如鍵盤(pán)。
霍爾效應(yīng)傳感器用于計(jì)時(shí)車輪和軸的速度。
這些用于檢測(cè)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)中永磁體的位置。
霍爾效應(yīng)傳感器與線性換能器一起嵌入數(shù)字電子設(shè)備中。
感應(yīng)工業(yè)應(yīng)用中磁場(chǎng)的存在。
用于智能手機(jī)中以檢查翻蓋配件是否關(guān)閉。
為了對(duì)電流互感器中的直流電流進(jìn)行非接觸式測(cè)量,使用了霍爾效應(yīng)傳感器。
它用作檢測(cè)汽車燃油水平的傳感器。