霍爾式傳感器主講教師：《無人機傳感器技術》霍爾效應1霍爾元件2目錄集成霍爾傳感器3霍爾傳感器的應用4霍爾效應01霍爾效應概述半導體薄片置于磁感應強度為B的磁場中，磁場方向垂直于薄片，當有電流I流過薄片時，在垂直于電流和磁場的方向上將產生電動勢EH，這種現象稱為霍爾效應。作用在半導體薄片上的磁場強度B越強，霍爾電勢也就越高。霍爾效應概述霍爾電勢UH可表示為：UH=KHIB霍爾元件02霍爾元件結構霍爾元件由霍爾片、4根引線和殼體組成。霍爾片是一塊矩形半導體單晶薄片（一般為4mm×2mm×0.1mm），在它的長度方向兩端面上焊有兩根引線，稱為控制電流端引線，通常用紅色導線。其焊接處稱為控制電流極（或稱激勵電流），要求焊接處接觸電阻很小，并呈純電阻，即歐姆接觸（無PN結特性）。霍爾元件結構在薄片的另兩側端面的中間以點的形式對稱地焊有兩根霍爾輸出引線，通常用綠色導線。其焊接處稱為霍爾電極，要求歐姆接觸，且電極寬度與基片長度之比小于0.1，否則影響輸出。霍爾元件的殼體上用非導磁金屬、陶瓷或環氧樹脂封裝。集成霍爾傳感器03集成霍爾傳感器3.1開關型集成霍爾傳感器開關型集成霍爾傳感器線性型集成霍爾傳感器霍爾傳感器集成電路具有體積小、靈敏度高、輸出幅度較大溫漂小、對電源的穩定性要求較低。霍爾集成電路可分為線性型和開關型兩大類。集成霍爾傳感器3.1開關型集成霍爾傳感器開關型霍爾集成電路是將霍爾元件、穩壓電路、放大器、施密特觸發器、OC門（集電極開路輸出門）等電路做在同一個芯片上。開關型集成霍爾傳感器外觀開關型集成霍爾傳感器結構集成霍爾傳感器3.1開關型集成霍爾傳感器當外加磁場強度超過規定的工作點時，OC門由高阻態變為導通狀態，輸出變為低電平；當外加磁場強度低于釋放點時，OC門重新變為高阻態，輸出高電平。集成霍爾傳感器3.2線性型集成霍爾傳感器線性三端霍爾傳感器集成電路線性霍爾傳感器模組線性型集成電路是將霍爾元件和恒流源、線性差動放大器等做在一個芯片上，輸出電壓為伏級，比直接使用霍爾元件方便。霍爾傳感器的應用04霍爾傳感器的應用霍爾電勢是關于I、B、

三個變量的函數，即：EH=KHIBcos

使其中兩個量不變，將第三個量作為變量，或者固定其中一個量，其余兩個量都作為變量。霍爾傳感器主要用于測量能夠轉換為磁場變化的其他物理量。霍爾傳感器的應用4.1測量磁場霍爾高斯計測量鐵心氣隙磁場強度霍爾元件根據EH=KHIBcos

。可以使其中I、B這兩個量不變，將B作為變量就可測出磁場。霍爾傳感器的應用4.2測量電流鐵心

線性霍爾ICII當有電流通過導線時，在導線周圍將產生磁場，磁力線集中在鐵心內，并在鐵心的缺口處穿過霍爾元件，從而產生與電流成正比的霍爾電壓。霍爾傳感器的應用4.3控制無刷電機霍爾式無刷電動機取消了換向器和電刷，而采用霍爾元件來檢測轉子和定子之間的相對位置，其輸出信號控制電樞電流的換向，維持電動機的正常運轉。霍爾傳感器的應用4.3控制無刷電機由于無刷電動機不產生電火花及電刷磨損等問題，所以它在錄像機、CD唱機、光驅等家用電器中得到越來越廣泛的應用。錄像機CD唱機光驅霍爾傳感器的應用4.4測量位移

當磁鐵的有效磁極接近、并達到動作距離時，霍爾式接近開關動作。霍爾接近開關一般還配一塊釹鐵硼磁鐵。霍爾傳感器的應用4.5測量轉速當齒對準霍爾元件時，磁力線集中穿過霍爾元件，可產生較大的霍爾電動勢，放大、整形后輸出低電平；當