霍尔开关原理(【霍尔开关是什么】小身材的“万磁王”)

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霍尔传感器的工作原理是什么霍尔传感器的工作原理是:磁场中有一个霍尔半导体片,只要我们在一个固定了电流和磁场方向的条件下控制了电流大小或磁场强度,并在薄片的垂直方向施加磁感应强度固定的一个磁场,霍尔电压随磁场强度的变化而变化,而半导体的霍尔效应比金属强得多,开关上的检测霍尔元件因发生霍尔效应而使得内部的电路状态发生了变化,它与半导体材质有关;I为霍尔元件的偏置电流;B为磁场强度;d为半导体材料的厚度,如果在金属或半导体薄片的两端通过一个控制电流。

【霍尔开关是什么】小身材的“万磁王”


你有没有想过,笔记本电脑和翻盖手机是怎样实现翻盖后屏幕自动开启、合盖后自动休眠?酒店、商场的自动门是怎样感应到有人接近的?勘测人员为何能不用尺子就测出长度和位置呢?其实在这些看似不起眼的日常生活现象的背后都离不开一个共同的电子元件——霍尔开关。

霍尔开关,顾名思义,就是根据霍尔效应制成的开关。所以在搞清楚什么是霍尔开关之前,我们先要了解一下霍尔效应的原理。霍尔效应是的美国物理学家霍尔在1879年研究金属的导电机制时发现的。简单的来说,如果在金属或半导体薄片的两端通过一个控制电流,并在薄片的垂直方向施加磁感应强度固定的一个磁场,那么,在垂直于电流和磁场的方向上将产生一个电动势场,即霍尔电压。不难看出,只要我们在一个固定了电流和磁场方向的条件下控制了电流大小或磁场强度,就能根据相应产生的霍尔电压测出另一个量。

总的来说,霍尔效应能够检测出一切与磁相关的物理量,而霍尔开关就属于一种有源磁电转换器。它是通过各种霍尔元件组装在一起,由反向电压保护器、精密电压调节器、霍尔电压发生器、差分放大器、施密特触发器、温度补偿器和互补型集电极开路输出器等七部分组成,能够方便的将各种磁信号转换为较为简单实用的电信号输出。

当磁性物体接近霍尔开关时,开关上的检测霍尔元件因发生霍尔效应而使得内部的电路状态发生了变化,由此可以判断磁性物体的存在和运动,从而进一步控制内部开关的通断。这种磁敏特性不仅使得霍尔开关在日常生活中非常实用,在航空航天技术以及工业生产中霍尔开关也占有很重要的地位。

霍尔开关不仅方便操作、可靠性高,同时还具有无触点、消耗低、寿命长、分辨能力强、精度高、检测时间短等优点。而且基于霍尔元件设计的霍尔开关成本低、结构简单、性能好,本身具有较强的抗干扰能力,这就使得霍尔开关能够满足各种日常生活环境和工业生产中的需要。而在文章开头提到的翻盖屏幕、自动门、测绘仪都属于接近开关的作用,除此之外,霍尔开关还可以用于压力开关、里程表等许多地方,可以说,霍尔开关覆盖了我们生活中的方方面面。


霍尔传感器的工作原理是什么


霍尔传感器的工作原理是:

磁场中有一个霍尔半导体片,恒定电流I从A到B通过该片。在洛仑兹力的作用下,I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移,使该片在CD方向上产生电位差,这就是所谓的霍尔电压。

霍尔电压随磁场强度的变化而变化,磁场越强,电压越高,磁场越弱,电压越低,霍尔电压值很小,通常只有几个毫伏,但经集成电路中的放大器放大,就能使该电压放大到足以输出较强的信号。

若使霍尔集成电路起传感作用,需要用机械的方法来改变磁感应强度。下图所示的方法是用一个转动的叶轮作为控制磁通量的开关,当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时,磁场偏离集成片,霍尔电压消失。

这样,霍尔集成电路的输出电压的变化,就能表示出叶轮驱动轴的某一位置,利用这一工作原理,可将霍尔集成电路片用作用点火正时传感器。霍尔效应传感器属于被动型传感器,它要有外加电源才能工作,这一特点使它能检测转速低的运转情况。

霍尔效应传感器:

1-霍尔半导体元件    2-永久磁铁   3-挡隔磁力线的叶片。

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。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。

由霍尔效应的原理知,霍尔电势的大小取决于:Rh为霍尔常数,它与半导体材质有关;I为霍尔元件的偏置电流;B为磁场强度;d为半导体材料的厚度。

对于一个给定的霍尔器件,当偏置电流 I 固定时,UH将完全取决于被测的磁场强度B。