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    霍爾斯傳感器的主要應用
    2020-12-17

           霍爾效應是指當電流通過一個位于磁場中的導體的時候,導體中會產生一個與電流方向及磁場方向均垂直的電勢差,且電勢差的大小與磁感應強度的垂直分量及電流的大小成正比的一種現象。

      根據霍爾效應,人們用半導體材料制成霍爾元件。由于霍爾元件產生的電勢差很小,故通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補償電路及穩壓電源電路等集成在一個芯片上,稱之為霍爾傳感器。

      由此可知,霍爾傳感器是基于霍爾效應的霍爾元件與其他補充電路的集成,那么霍爾傳感器的主要應用有哪些呢?

    霍爾傳感器的分類

      霍爾傳感器分為線性型霍爾傳感器和開關型霍爾傳感器兩種。

      1、線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成,它輸出模擬量。線性霍爾傳感器又可分為開環式和閉環式。閉環式霍爾傳感器又稱零磁通霍爾傳感器。線性霍爾傳感器主要用于交直流電流和電壓測量。

      2、 開關型霍爾傳感器由穩壓器、霍爾元件、差分放大器,斯密特觸發器和輸出級組成,它輸出數字量。開關型霍爾傳感器還有一種特殊的形式,稱為鎖鍵型霍爾傳感器。

    二線性型霍爾傳感器的主要應用

      線性型霍爾傳感器典型應用就是電流測量和位移測量。

    01電流測量

      由于通電螺線管內部存在磁場,其大小與導線中的電流成正比,故可以利用霍爾傳感器測量出磁場,從而確定導線中電流的大小。

      霍爾電流傳感器,可以測量任意波形的電流和電壓。輸出端能真實地反映輸入端電流或電壓的波形參數。針對霍爾效應傳感器普遍存在溫度漂移大的缺點,采用補償電路進行控制,有效地減少了溫度對測量精度的影響,確保測量準確;具有精度高、安裝方便、售價低的特點。

      霍爾電流傳感器廣泛應用于變頻調速裝置、逆變裝置、ups電源、通信電源、電焊機、電力機車、變電站、數控機床、電解電鍍、微機監測、電網監測等需要隔離檢測電流電壓的設施中。

    02電壓測量

      利用霍爾效應將原邊電壓轉化成副邊可測量信號的一種傳感器,也就是霍爾電壓傳感器。原邊電壓通過外置或內置電阻,將電流限制在10mA,此電流經過多匝繞組之后,經過聚磁材料將原邊電流產生的磁場被氣隙中的霍爾元件檢測到,并感應出相應電動勢,該電動勢經過電路調整后反饋給補償線圈進而補償,該補償線圈產生的磁通與原邊電流(被測電壓通過限流電阻產生)產生的磁通大小相等,方向相反,從而在磁芯中保持磁通為零。實際上霍爾電壓傳感器利用的是和磁平衡閉環霍爾電流傳感器一樣的技術,即零磁通霍爾電流傳感器。

    03位移測量

      當霍爾元件通以恒定電流時,在其垂直于磁場和電流的方向上就有霍爾電勢輸出?;魻栐谔荻却艌鲋猩?、下移動時,輸出的霍爾電勢V 取決于其在磁場中的位移量x。測得霍爾電勢的大小便可獲知霍爾元件的靜位移。

      霍爾式位移傳感器主要由兩個半環形磁鋼組成的梯度磁場和位于磁場中心的鍺材料半導體霍爾片(敏感元件)裝置構成。此外,還包括測量電路(電橋、差動放大器等)及顯示部分。

    三開關型霍爾傳感器的主要應用

      開關型霍爾傳感器主要用于測轉數、轉速、風速、流速、接近開關、關門告知器、報警器、自動控制電路等。

    01測轉速或轉數

      在非磁性材料的圓盤邊上粘一塊磁鋼,霍爾傳感器放在靠近圓盤邊緣處,圓盤旋轉一周,霍爾傳感器就輸出一個脈沖,從而可測出轉數(計數器),若接入頻率計,便可測出轉速。

      如果把開關型霍爾傳感器按預定位置有規律地布置在軌道上,當裝在運動車輛上的永磁體經過它時,可以從測量電路上測得脈沖信號。根據脈沖信號的分布可以測出車輛的運動速度。



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