磁傳感器將磁或磁編碼信息轉換為電信號
，以便通過電子電路進行處理。

 

 

磁ci傳chuan感gan器qi是shi固gu態tai設she備bei
，它ta們men變bian得de越yue來lai越yue流liu行xing，因yin為wei它ta們men可ke以yi用yong於yu許xu多duo不bu同tong類lei型xing的de應ying用yong，例li如ru感gan測ce位wei置zhi，速su度du或huo定ding向xiang運yun動dong。它ta們men也ye是shi電dian子zi設she計ji人ren員yuan的de一yi種zhong流liu行xing的de傳chuan感gan器qi選xuan擇ze，因yin為wei它ta們men具ju有you非fei接jie觸chu式shi無wu磨mo損sun操cao作zuo，低di維wei護hu，堅jian固gu的de設she計ji以yi及ji密mi封feng的de霍huo爾er效xiao應ying設she備bei，不bu受shou振zhen動dong，灰hui塵chen和he水shui的de影ying響xiang。

 

磁(ci)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)主(zhu)要(yao)用(yong)途(tu)之(zhi)一(yi)是(shi)用(yong)於(yu)感(gan)測(ce)位(wei)置(zhi)
，距(ju)離(li)和(he)速(su)度(du)的(de)汽(qi)車(che)係(xi)統(tong)。例(li)如(ru)，曲(qu)柄(bing)軸(zhou)的(de)角(jiao)度(du)位(wei)置(zhi)用(yong)於(yu)火(huo)花(hua)塞(sai)的(de)點(dian)火(huo)角(jiao)度(du)
，汽(qi)車(che)座(zuo)椅(yi)和(he)用(yong)於(yu)安(an)全(quan)氣(qi)囊(nang)控(kong)製(zhi)的(de)座(zuo)椅(yi)安(an)全(quan)帶(dai)的(de)位(wei)置(zhi)或(huo)用(yong)於(yu)防(fang)抱(bao)死(si)製(zhi)動(dong)係(xi)統(tong)的(de)車(che)輪(lun)速(su)度(du)檢(jian)測(ce)（ABS）。

 

磁ci傳chuan感gan器qi設she計ji用yong於yu響xiang應ying各ge種zhong不bu同tong應ying用yong中zhong的de各ge種zhong正zheng負fu磁ci場chang，一yi種zhong類lei型xing的de磁ci傳chuan感gan器qi

，其qi輸shu出chu信xin號hao是shi其qi周zhou圍wei磁ci場chang密mi度du的de函han數shu，稱cheng為wei霍huo爾er效xiao應ying傳chuan感gan器qi。

 

霍爾效應傳感器是由外部磁場激活的設備。我們知道磁場有兩個重要特性：磁通密度
，（B）和極性（北極和南極）。霍huo爾er效xiao應ying傳chuan感gan器qi的de輸shu出chu信xin號hao是shi器qi件jian周zhou圍wei磁ci場chang密mi度du的de函han數shu。當dang傳chuan感gan器qi周zhou圍wei的de磁ci通tong密mi度du超chao過guo某mou個ge預yu設she閾yu值zhi時shi
，傳chuan感gan器qi檢jian測ce到dao它ta並bing產chan生sheng稱cheng為wei霍huo爾er電dian壓yaV H的輸出電壓。請看下圖。

 

霍爾效應傳感器原理

 

 

霍爾效應傳感器基本上由一塊薄的矩形p型半導體材料組成，例如砷化镓（GaAs）
，銻化銦（InSb）或砷化銦（InAs），它(ta)們(men)通(tong)過(guo)自(zi)身(shen)連(lian)續(xu)的(de)電(dian)流(liu)。當(dang)器(qi)件(jian)放(fang)置(zhi)在(zai)磁(ci)場(chang)中(zhong)時(shi)，磁(ci)通(tong)線(xian)在(zai)半(ban)導(dao)體(ti)材(cai)料(liao)上(shang)施(shi)加(jia)力(li)

，該(gai)力(li)使(shi)電(dian)荷(he)載(zai)流(liu)子(zi)，電(dian)子(zi)和(he)空(kong)穴(xue)偏(pian)轉(zhuan)到(dao)半(ban)導(dao)體(ti)板(ban)的(de)任(ren)一(yi)側(ce)。電(dian)荷(he)載(zai)流(liu)子(zi)的(de)這(zhe)種(zhong)運(yun)動(dong)是(shi)它(ta)們(men)經(jing)過(guo)半(ban)導(dao)體(ti)材(cai)料(liao)所(suo)經(jing)受(shou)的(de)磁(ci)力(li)的(de)結(jie)果(guo)。

 

當dang這zhe些xie電dian子zi和he空kong穴xue移yi動dong側ce邊bian時shi，通tong過guo這zhe些xie電dian荷he載zai流liu子zi的de積ji累lei在zai半ban導dao體ti材cai料liao的de兩liang側ce之zhi間jian產chan生sheng電dian位wei差cha。然ran後hou

，電dian子zi通tong過guo半ban導dao體ti材cai料liao的de運yun動dong受shou到dao與yu其qi成cheng直zhi角jiao的de外wai部bu磁ci場chang的de影ying響xiang，並bing且qie這zhe種zhong效xiao果guo在zai扁bian平ping矩ju形xing材cai料liao中zhong更geng大da。

 

通過使用磁場產生可測量電壓的效果被稱為18世紀70年代後發現它的霍華德霍爾的霍爾效應，霍爾效應的基本物理原理是洛倫茲力。以產生跨越所述裝置的電勢差的磁通線必須垂直
，（90 ø到的電流的流動）
，並按照正確的極性
，通常一個南極的。

 

huoerxiaoyingtigongyouguancijileixinghecichangdaxiaodexinxi。liru，nanjihuidaozhiqijianchanshengdianyashuchu，erbeijizewuxiao。tongchang，dangmeiyoucichangcunzaishi，huoerxiaoyingchuanganqihekaiguanbeishejiweichuyu“關閉”狀態（開路狀態）。它們僅在經受足夠強度和極性的磁場時才變為“接通”，（閉路狀態）。

 

霍爾效應磁傳感器

 

基本霍爾元件的輸出電壓（稱為霍爾電壓，（V H））與通過半導體材料的磁場強度（輸出αH ）成正比 。這zhe個ge輸shu出chu電dian壓ya可ke以yi非fei常chang小xiao，即ji使shi受shou到dao強qiang磁ci場chang也ye隻zhi有you幾ji微wei伏fu，因yin此ci大da多duo數shu商shang用yong霍huo爾er效xiao應ying器qi件jian都dou是shi通tong過guo內nei置zhi直zhi流liu放fang大da器qi
，邏luo輯ji開kai關guan電dian路lu和he穩wen壓ya器qi製zhi造zao的de，以yi提ti高gao傳chuan感gan器qi的de靈ling敏min度du

，滯zhi後hou和he輸shu出chu電dian壓ya。這zhe也ye使shi霍huo爾er效xiao應ying傳chuan感gan器qi能neng夠gou在zai更geng廣guang泛fan的de電dian源yuan和he磁ci場chang條tiao件jian下xia工gong作zuo。

 

霍爾效應傳感器

 

 

霍爾效應傳感器提供線性或數字輸出。線性（模擬）傳感器的輸出信號直接取自運算放大器的輸出，輸出電壓與通過霍爾傳感器的磁場成正比。該輸出霍爾電壓如下：

 

 

線xian性xing或huo模mo擬ni傳chuan感gan器qi提ti供gong連lian續xu的de電dian壓ya輸shu出chu，其qi隨sui著zhe強qiang磁ci場chang而er增zeng加jia，並bing且qie隨sui著zhe弱ruo磁ci場chang而er減jian小xiao。在zai線xian性xing輸shu出chu霍huo爾er效xiao應ying傳chuan感gan器qi中zhong，隨sui著zhe磁ci場chang強qiang度du的de增zeng加jia，放fang大da器qi的de輸shu出chu信xin號hao也ye會hui增zeng加jia，直zhi到dao它ta開kai始shi飽bao和he電dian源yuan施shi加jia的de限xian製zhi。任ren何he額e外wai的de磁ci場chang增zeng加jia都dou不bu會hui對dui輸shu出chu產chan生sheng影ying響xiang，但dan會hui使shi其qi更geng加jia飽bao和he。

 

另ling一yi方fang麵mian，數shu字zi輸shu出chu傳chuan感gan器qi具ju有you施shi密mi特te觸chu發fa器qi，內nei置zhi滯zhi後hou連lian接jie到dao運yun算suan放fang大da器qi。當dang通tong過guo霍huo爾er傳chuan感gan器qi的de磁ci通tong量liang超chao過guo預yu設she值zhi時shi，器qi件jian的de輸shu出chu在zai其qi“關閉”狀態之間快速切換到“接通”狀(zhuang)態(tai)而(er)沒(mei)有(you)任(ren)何(he)類(lei)型(xing)的(de)接(jie)觸(chu)反(fan)彈(dan)。當(dang)傳(chuan)感(gan)器(qi)移(yi)入(ru)和(he)移(yi)出(chu)磁(ci)場(chang)時(shi)，這(zhe)種(zhong)內(nei)置(zhi)滯(zhi)後(hou)消(xiao)除(chu)了(le)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)的(de)任(ren)何(he)振(zhen)蕩(dang)。然(ran)後(hou)數(shu)字(zi)輸(shu)出(chu)傳(chuan)感(gan)器(qi)隻(zhi)有(you)兩(liang)種(zhong)狀(zhuang)態(tai)，“ON”和“OFF”。

 

有兩種基本類型的數字霍爾效應傳感器，雙極和單極。雙極傳感器需要一個正磁場（南極）來操作它們，一個負磁場（北極）釋放它們，而單極傳感器隻需要一個磁性南極來操作和釋放它們進出磁場領域。

 

大多數霍爾效應器件不能直接切換大電氣負載，因為它們的輸出驅動能力非常小，大約10到20mA。對於大電流負載
，將一個集電極開路（電流吸收）NPN晶體管添加到輸出端。

 

該晶體管在其飽和區域內作為NPN吸收開關工作
，隻要施加的磁通密度高於“ON”預設點，就會使輸出端短接到地。

 

shuchukaiguanjingtiguankeyishikaifangshifashejijingtiguan

，kailujidianjijingtiguanpeizhihuoliangzhedoutigongtuiwanshuchuxingpeizhi，qikeyixishouzugoudedianliuyizhijiequdongxuduofuzai，baokuojidianqi，diandongji，LED和燈。

 

霍爾效應應用

 

huoerxiaoyingchuanganqiyoucichangjihuo
，bingqiezaixuduoyingyongzhong，gaizhuangzhikeyiyoulianjiedaoyidongzhouhuozhuangzhidedangeyongciticaozuo。youxuduobutongleixingdecitieyundong
，liru“正麵”，“側麵”，“推拉”或“推 - 推”等感應運動。對於每種類型的配置，為確保最大靈敏度，磁通線必須始終垂直於設備的感應區域
，並且必須具有正確的極性。

 

同(tong)樣(yang)為(wei)了(le)確(que)保(bao)線(xian)性(xing)，需(xu)要(yao)高(gao)磁(ci)場(chang)強(qiang)度(du)的(de)磁(ci)體(ti)
，其(qi)對(dui)於(yu)所(suo)需(xu)的(de)運(yun)動(dong)產(chan)生(sheng)大(da)的(de)場(chang)強(qiang)變(bian)化(hua)。有(you)運(yun)動(dong)的(de)用(yong)於(yu)檢(jian)測(ce)磁(ci)場(chang)幾(ji)個(ge)可(ke)能(neng)的(de)路(lu)徑(jing)，和(he)下(xia)麵(mian)是(shi)兩(liang)個(ge)使(shi)用(yong)單(dan)個(ge)磁(ci)體(ti)更(geng)常(chang)見(jian)的(de)感(gan)測(ce)配(pei)置(zhi)的(de)：頭接通檢測和側身檢測。

 

正麵檢測

 

 

顧名思義，“正麵檢測”要求磁場垂直於霍爾效應傳感裝置
，並且為了檢測，它直接朝向活動麵接近傳感器。一種“正麵”的方法。

 

這種正麵接近方法產生輸出信號V H

，qizaixianxingzhuangzhizhongbiaoshicichangqiangdu，citongmidu，zuoweiyuanlihuoerxiaoyingchuanganqidejulidehanshu。cichangyuejin，yincicichangyueqiang，shuchudianyayueda，fanzhiyiran。

 

線性器件還可以區分正磁場和負磁場。可以使非線性裝置在遠離磁體的預設氣隙距離處觸發輸出“ON”以指示位置檢測。

 

側向檢測

 

 

第二傳感配置是“側向檢測”。這需要以橫向運動的方式將磁鐵移過霍爾元件的表麵。

 

側ce向xiang或huo滑hua動dong通tong過guo檢jian測ce是shi用yong於yu檢jian測ce磁ci場chang的de存cun在zai
，因yin為wei它ta移yi過guo霍huo爾er元yuan件jian的de麵mian例li如ru固gu定ding的de氣qi隙xi距ju離li內nei，計ji數shu旋xuan轉zhuan磁ci體ti或huo電dian動dong機ji的de旋xuan轉zhuan速su度du是shi有you用yong的de。

 

取(qu)決(jue)於(yu)磁(ci)場(chang)經(jing)過(guo)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)零(ling)場(chang)中(zhong)心(xin)線(xian)時(shi)的(de)位(wei)置(zhi)，可(ke)以(yi)產(chan)生(sheng)表(biao)示(shi)正(zheng)輸(shu)出(chu)和(he)負(fu)輸(shu)出(chu)的(de)線(xian)性(xing)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)。這(zhe)允(yun)許(xu)定(ding)向(xiang)移(yi)動(dong)檢(jian)測(ce)，其(qi)可(ke)以(yi)是(shi)垂(chui)直(zhi)的(de)也(ye)可(ke)以(yi)是(shi)水(shui)平(ping)的(de)。

 

huoerxiaoyingchuanganqiyouxuduobutongdeyingyong

，youqishijiejinchuanganqi。tamenkeyidaitiguangxueheguangchuanganqishiyong
，huanjingtiaojianbaokuoshui，zhendong，wugouhuoyou，liruqicheyingyong。huoerxiaoyingqijianyekeyongyudianliujiance。

 

 

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