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一、霍爾效應(yīng)和霍爾元件
        在半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流I，并在薄片的垂直方向施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上，將產(chǎn)生電勢(shì)差為UH的霍爾電壓。
       根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成的元件叫霍爾元件。它具有對(duì)磁場(chǎng)敏感、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此，在測(cè)量、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

二、霍爾傳感器的特性
        （一）線(xiàn)性型霍爾傳感器的特性 輸出電壓與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度呈線(xiàn)性關(guān)系，如圖3所示，可見(jiàn)，在B1～B2的磁[1]感應(yīng)強(qiáng)度范圍內(nèi)有較好的線(xiàn)性度，磁感應(yīng)強(qiáng)度超出此范圍時(shí)則呈現(xiàn)飽和狀態(tài)。 　　
       （二）開(kāi)關(guān)型 霍爾傳感器 的特性 　　 
        假設(shè)BOP為工作點(diǎn)“開(kāi)”的磁感應(yīng)強(qiáng)度，BRP為釋放點(diǎn)“關(guān)”的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
        當(dāng)外加的磁感應(yīng)強(qiáng)度超過(guò)動(dòng)作點(diǎn)Bop時(shí)，傳感器輸出低電平，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度降到動(dòng)作點(diǎn)Bop以下時(shí)，傳感器輸出電平不變，一直要降到釋放點(diǎn)BRP時(shí)，傳感器才由低電平躍變?yōu)楦唠娖?。Bop與BRP之間的滯后使開(kāi)關(guān)動(dòng)作更為可靠。  

三、  霍爾傳感器 的應(yīng)用
     （一）線(xiàn)性型 霍爾傳感器 主要用于一些物理量的測(cè)量。
       1．電流傳感器 　　
       由于通電螺線(xiàn)管內(nèi)部存在磁場(chǎng)，其大小與導(dǎo)線(xiàn)中的電流成正比，故可以利用霍爾傳感器測(cè)量出磁場(chǎng)，從而確定導(dǎo)線(xiàn)中電流的大小。利用這一原理可以設(shè)計(jì)制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點(diǎn)是不與被測(cè)電路發(fā)生電接觸，不影響被測(cè)電路，不消耗被測(cè)電源的功率，特別適合于大電流傳感。 霍爾電流傳感器工作原理如圖6所示，標(biāo)準(zhǔn)圓環(huán)鐵芯有一個(gè)缺口，將霍爾傳感器插入缺口中，圓環(huán)上繞有線(xiàn)圈，當(dāng)電流通過(guò)線(xiàn)圈時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，則霍爾傳感器有信號(hào)輸出。 　　
        2．位移測(cè)量 　　
兩塊*磁鐵同極性相對(duì)放置，將線(xiàn)性型 霍爾傳感器 置于中間，其磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，這個(gè)點(diǎn)可作為位移的零點(diǎn)，當(dāng)霍爾傳感器在Z軸上作△Z位移時(shí)，傳感器有一個(gè)電壓輸出，電壓大小與位移大小成正比。 　　
        如果把拉力、壓力等參數(shù)變成位移，便可測(cè)出拉力及壓力的大小，如圖8所示，是按這一原理制成的力傳感器。 　　

      （二）開(kāi)關(guān)型 霍爾傳感器 主要用于測(cè)轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速、風(fēng)速、流速、接近開(kāi)關(guān)、關(guān)門(mén)告知器、報(bào)警器、自動(dòng)控制電路等。 　　
       1．測(cè)轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)數(shù) 　　
在非磁性材料的圓盤(pán)邊上粘一塊磁鋼，霍爾傳感器放在靠近圓盤(pán)邊緣處，圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)一周，霍爾傳感器就輸出一個(gè)脈沖，從而可測(cè)出轉(zhuǎn)數(shù)（計(jì)數(shù)器），若接入頻率計(jì)，便可測(cè)出轉(zhuǎn)速。 　　
         如果把開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器按預(yù)定位置有規(guī)律地布置在軌道上，當(dāng)裝在運(yùn)動(dòng)車(chē)輛上的永磁體經(jīng)過(guò)它時(shí)，可以從測(cè)量電路上測(cè)得脈沖信號(hào)。根據(jù)脈沖信號(hào)的分布可以測(cè)出車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)速度。
      四、霍爾傳感器使用注意事項(xiàng)

      （1）為了得到較好的動(dòng)態(tài)特性和靈敏度，必須注意原邊線(xiàn)圈和副邊線(xiàn)圈的耦合，要耦合得好，用單根導(dǎo)線(xiàn)且導(dǎo)線(xiàn)*填滿(mǎn)霍爾傳感器模塊孔徑。 　　
      （2）使用中當(dāng)大的直流電流流過(guò)傳感器原邊線(xiàn)圈，且次級(jí)電路沒(méi)有接通電源|穩(wěn)壓器或副邊開(kāi)路，則其磁路被磁化，而產(chǎn)生剩磁，影響測(cè)量精度（故使用時(shí)要先接通電源和測(cè)量端M），發(fā)生這種情況時(shí)，要*行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源，而在原邊線(xiàn)圈中通一同樣等級(jí)大小的交流電流并逐漸減小其值。 　　
        （3）在大多數(shù)場(chǎng)合，霍爾傳感器都具有很強(qiáng)的抗外磁場(chǎng)*力，一般在距離模塊5-10cm之間存在一個(gè)兩倍于工作電流Ip的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾是可以忽略的，但當(dāng)有更強(qiáng)的磁場(chǎng)干擾時(shí)，要采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)解決。通常方法有： 　　
          ① 調(diào)整模塊方向，使外磁場(chǎng)對(duì)模塊的影響zui??； 　　
          ② 在模塊上加罩一個(gè)抗磁場(chǎng)的金屬屏蔽罩； 　　
          ③ 選用帶雙霍爾元件或多霍爾元件的模塊電源維修； 　　
       （4）測(cè)量的*精度是在額定值下得到的，當(dāng)被測(cè)電流遠(yuǎn)低于額定值時(shí)，要獲得*精度，原邊可使用多匝，即：IpNp=額定安匝數(shù)。另外，原邊饋線(xiàn)溫度不應(yīng)超過(guò)80℃。 　　
          霍爾傳感器 的特點(diǎn)（與普通互感器比較） 　　
        1、  霍爾傳感器 可以測(cè)量任意波形的電流和電壓，如：直流、交流、脈沖波形等，甚至對(duì)瞬態(tài)峰值的測(cè)量。副邊電流忠實(shí)地反應(yīng)原邊電流的波形。而普通互感器則是無(wú)法與其比擬的，它一般只適用于測(cè)量50Hz正弦波。 　　
        2、 原邊電路與副邊電路之間*電絕緣，絕緣電壓一般為2KV至12KV，特殊要求可達(dá)20KV至50KV。 　　
        3、 精度高：在工作溫度區(qū)內(nèi)精度優(yōu)于1%，該精度適合于任何波形的測(cè)量。而普通互感器一般精度為3%至5%且適合50Hz正弦波形。 　　
        4、線(xiàn)性度好：優(yōu)于0.1% 　　
        5、動(dòng)態(tài)性能好：響應(yīng)時(shí)間小于1μs跟蹤速度di/dt高于50A/μs 　　
        6、霍爾傳感器模塊這種優(yōu)異的動(dòng)態(tài)性能為提高現(xiàn)代控制系統(tǒng)的性能提供了關(guān)鍵的基礎(chǔ)。與此相比普通的互感器響應(yīng)時(shí)間為10-12ms，它已不能適應(yīng)工作控制系統(tǒng)發(fā)展的需要。 　　
         7、工作頻帶寬：在0-100kHz頻率范圍內(nèi)精度為1%。在0－5kHz頻率范圍內(nèi)精度為0.5%。 　　
          8、測(cè)量范圍：霍爾傳感器模塊為系統(tǒng)產(chǎn)品，電流測(cè)量可達(dá)50KA，電壓測(cè)量可達(dá)6400V。 　　
           9、過(guò)載能力強(qiáng)：當(dāng)原邊電流超負(fù)荷，模塊達(dá)到飽和，可自動(dòng)保護(hù)，即使過(guò)載電流是額定值的20倍時(shí)，模塊也不會(huì)損壞。 　　
          10、模塊尺寸小，重量輕，易于安裝，它在系統(tǒng)中不會(huì)帶來(lái)任何損失。 　　
          11、模塊的初級(jí)與次級(jí)之間的“電容”是很弱的，在很多應(yīng)用中，共模電壓的各種影響通?？梢院雎裕?dāng)達(dá)到幾千伏/μs的高壓變化時(shí)，模塊有自身屏蔽作用X光機(jī)維修。 　　      12、模塊的高靈敏度，使之能夠區(qū)分在“高分量”上的弱信號(hào)，例如：在幾百安的直流分量上區(qū)分出幾毫安的交流分量。 　　
           13、可靠性高：失效率：λ=0.43╳10-6/小時(shí) 　　
           14、抗外磁場(chǎng)*力強(qiáng)：在距模塊5-10cm處有一個(gè)兩倍于工作電流（2Ip）的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾而引起的誤差小于0.5%，這對(duì)大多數(shù)應(yīng)用，抗外磁場(chǎng)干擾是足夠的，但對(duì)很強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾要采取適當(dāng)?shù)拇胧