霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器,已發(fā)展成一個品種多樣的磁傳感器產(chǎn)品族,并已得到廣泛的應(yīng)用.本文簡要介紹其工作原理, 產(chǎn)品特性及其典型應(yīng)用.
霍爾器件具有許多優(yōu)點,它們的結(jié)構(gòu)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.
霍爾線性器件的精度高、線性度好;霍爾開關(guān)器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復(fù)精度高(可達μm級).取用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬,可達-55℃~150℃.
按照霍爾器件的功能可將它們分為: 霍爾線性器件 和 霍爾開關(guān)器件 .前者輸出模擬量,后者輸出數(shù)字量.
按被檢測的對象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為:直接應(yīng)用和間接應(yīng)用.前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性,后者是檢測受檢對象上人為設(shè)置的磁場,用這個磁場來作被檢測的信息的載體,通過它,將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時間等,轉(zhuǎn)變成電量來進行檢測和控制.

一 霍爾器件的工作原理
在磁場作用下,通有電流的金屬片上產(chǎn)生一橫向電位差如圖1所示:
這個電壓和磁場及控制電流成正比:
VH＝K╳|H╳IC|
式中VH為霍爾電壓,H為磁場,IC為控制電流,K為霍爾系數(shù).
在半導(dǎo)體中霍爾效應(yīng)比金屬中顯著,故一般霍爾器件是采用半導(dǎo)體材料制作的.
用霍爾器件,可以進行非接觸式電流測量,眾所周知,當(dāng)電流通過一根長的直導(dǎo)線時,在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場,磁場的大小與流過導(dǎo)線的電流成正比,這一磁場可以通過軟磁材料來聚集,然后用霍爾器件進行檢測,由于磁場與霍爾器件的輸出有良好的線性關(guān)系,因此可利用霍爾器件測得的訊號大小,直接反應(yīng)出電流的大小,即: I∞B∞VH
其中I為通過導(dǎo)線的電流,B為導(dǎo)線通電流后產(chǎn)生的磁場,VH為霍爾器件在磁場B中產(chǎn)生的霍爾電壓、當(dāng)選用適當(dāng)比例系數(shù)時,可以表示為等式.霍爾傳感器就是根據(jù)這種工作原理制成的.