霍爾傳感器是一個汽車上經常會使用到的電子元器件,那么霍爾傳感器到底是什么樣的工作原理,分為哪些類型,有什么樣的具體使用案例?
霍爾傳感器的工作原理
作為一種流行的磁傳感器技術,霍爾傳感器的原理是在向導體施加垂直磁場時,在載流導體(通常稱為霍爾元件)中會產生差分電壓。電壓是由施加的磁場引起的洛倫茲力的結果,其導致電流電子集中在導體的一端,并在兩端之間產生電勢差。
用一張圖來形容這個過程如下:
具體來說,霍爾效應傳感器由一塊薄的矩形p型半導體材料組成,例如砷化鎵,銻化銦或砷化銦,它們通過自身連續的電流。當器件放置在磁場中時,磁通線在半導體材料上施加力,該力使電荷載流子,電子和空穴偏轉到半導體板的任一側。電荷載流子的這種運動是它們經過半導體材料所經受的磁力的結果。當這些電子和空穴移動側邊時,通過這些電荷載流子的積累在半導體材料的兩側之間產生差分電壓即電位差。
常見的類型有哪些?
從工作原理上來說有兩種:開關型和鎖鍵型。
開關型:
當靠近霍爾傳感器的磁體的磁場強度B>Bop的時候,霍爾傳感器的輸出電平變為低電平狀態,當磁場強度逐漸減弱,B
以這一款霍爾傳感器為例,S極的磁場強度是觸發傳感器輸出電平變低的,當S極磁場強度低于Brp時,傳感器的輸出電壓就會變為高電平狀態,即使變成了N極,霍爾傳感器的輸出狀態依然是高電平狀態,所以說即使是反向磁極也不會改變霍爾傳感器的狀態。
開關型可用于計算汽車或機器轉速、ABS系統中的速度傳感器、汽車速度表和里程表、機車的自動門開關、無刷直流電動機、汽車點火系統、門禁和防盜報警器、自動販賣機、打印機等。
鎖鍵型:
大家再看這一個圖,和上一個做一下對比可以看出,在這里引起霍爾輸出電壓變化的兩個條件分布在了0軸的兩側,而且成對稱狀,Bop=|Brp|。
所以,對于這一種類型的霍爾傳感器,當磁場強度B>Bop時,會使霍爾輸出狀態變為低電平,要想使霍爾信號輸出狀態變為高電平,必須施加反向的磁場,且磁場的強度B的數值應該大于Brp,否則就會保持在原來的輸出狀態。
所以,其參數標準如下:
也許你會詫異這個和上邊一個不是一樣的嗎?仔細看,不一樣,差別在N極的標注,第一個的N是由上標的,第二個沒有,因為第二個的N極是必須的,不然就不會有霍爾輸出信號的變化。
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