霍爾傳感器 角度：一種霍爾角度傳感器
51
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Int.CI
權(quán)利要求說明書
說明書
幅圖
（
54
）發(fā)明名稱
一種霍爾角度傳感器
（
57
）摘要
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本實用新型公開了一種霍爾角度傳感器，
包括傳感器殼體、轉(zhuǎn)軸和
PCB
電路板，相對于所
述傳感器殼體固定的霍爾感應(yīng)芯片焊接在
PCB
電
路板上，
PCB
板采用電磁兼容設(shè)計，芯片感應(yīng)平
面上的靈敏度軸垂直于所述轉(zhuǎn)軸，并沿轉(zhuǎn)軸方向
與磁鋼之間相隔有一預(yù)定距離，芯片中心與轉(zhuǎn)軸
軸線呈一定夾角，用于感應(yīng)極柱磁鋼繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)
時的磁場變化產(chǎn)生感應(yīng)信號。本實用新型的霍爾
角度傳感器，利用霍爾效應(yīng)磁敏技術(shù)的主要優(yōu)
霍爾傳感器 角度：霍爾傳感器
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霍爾傳感器
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霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器。霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機構(gòu)時發(fā)現(xiàn)的。后來發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng)，而半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬強得多，利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動化技術(shù)、檢測技術(shù)及信息處理等方面。霍爾效應(yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過霍爾效應(yīng)實驗測定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。
中文名
霍爾傳感器
外文名
Hall sensor
分 類
線型霍爾傳感器
工作原理
霍爾效應(yīng)
用 途
力測量
子 類
霍爾電流傳感器
目錄
1
原理
2
工作原理
3
霍爾效應(yīng)
4
元件
5
分類
?
開關(guān)型
?
鎖鍵型
?
線性型
6
優(yōu)點
7
用途
?
位移測量
?
力測量
?
角速度測量
?
線速度測量
8
注意事項
9
應(yīng)用
霍爾傳感器原理
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語音
由霍爾效應(yīng)的原理知，霍爾電勢的大小取決于：Rh為霍爾常數(shù)，它與半導(dǎo)體材質(zhì)有關(guān)；I為霍爾元件的偏置電流；B為磁場強度；d為半導(dǎo)體材料的厚度。對于一個給定的霍爾器件，當(dāng)偏置電流 I 固定時，UH將完全取決于被測的磁場強度B。
霍爾效應(yīng)
一個霍爾元件一般有四個引出端子，其中兩根是霍爾元件的偏置電流 I 的輸入端，另兩根是霍爾電壓的輸出端。如果兩輸出端構(gòu)成外回路，就會產(chǎn)生霍爾電流。一般地說，偏置電流的設(shè)定通常由外部的基準(zhǔn)電壓源給出；若精度要求高，則基準(zhǔn)電壓源均用恒流源取代。為了達(dá)到高的靈敏度，有的霍爾元件的傳感面上裝有高導(dǎo)磁系數(shù)的鍍膜合金；這類傳感器的霍爾電勢較大，但在0.05T左右出現(xiàn)飽和，僅適用在低量限、小量程下使用。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)強度為B的勻強磁場，則在垂直于電流和磁場的方向上，將產(chǎn)生電勢差為UH的霍爾電壓。
霍爾傳感器工作原理
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磁場中有一個霍爾半導(dǎo)體片，恒定電流I從A到B通過該片。在洛侖茲力的作用下，I的電子流在通過霍爾半導(dǎo)體時向一側(cè)偏移，使該片在CD方向上產(chǎn)生電位差，這就是所謂的霍爾電壓。霍爾電壓隨磁場強度的變化而變化，磁場越強，電壓越高，磁場越弱，電壓越低，霍爾電壓值很小，通常只有幾個毫伏，但經(jīng)集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號。若使霍爾集成電路起傳感作用，需要用機械的方法來改變磁感應(yīng)強度。下圖1所示的方法是用一個轉(zhuǎn)動的葉輪作為控制磁通量的開關(guān)，當(dāng)葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時，磁場偏離集成片，霍爾電壓消失。這樣，霍爾集成電路的輸出電壓的變化，就能表示出葉輪驅(qū)動軸的某一位置，利用這一工作原理，可將霍爾集成電路片用作用點火正時傳感器。霍爾效應(yīng)傳感器屬于被動型傳感器，它要有外加電源才能工作，這一特點使它能檢測轉(zhuǎn)速低的運轉(zhuǎn)情況。霍爾效應(yīng)傳感器
圖1
1-霍爾半導(dǎo)體元件 2-永久磁鐵 3-擋隔磁力線的葉片
霍爾傳感器霍爾效應(yīng)
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霍爾效應(yīng)從本質(zhì)上講是運動的帶電粒子在磁場中受洛侖茲力作用引起的偏轉(zhuǎn)。當(dāng)帶電粒子（電子或空穴）被約束在固體材料中，這種偏轉(zhuǎn)就導(dǎo)致在垂直電流和磁場的方向上產(chǎn)生正負(fù)電荷的聚積，從而形成附加的橫向電場。對于圖2所示的半導(dǎo)體試樣，若在X方向通以電流Is，在Z方向加磁場B，則在Y方向即試樣A，A′電極兩側(cè)就開始聚積異號電荷而產(chǎn)生相應(yīng)的附加電場。電場的指向取決定于測試樣品的電類型。顯然，該電場是阻止載流子繼續(xù)向側(cè)面偏移，
[1]
圖2
當(dāng)載流子所受的橫向電場力eEH與洛侖茲力相等時，樣品兩側(cè)電荷的積累就達(dá)到平衡，故有⑴其中EH為霍爾電場，V是載流子在電流方向上的平均漂移速度。設(shè)試樣的寬為b，厚度為d，載流子濃度為n，則⑵由⑴、⑵兩式可得⑶即霍爾電壓VH（A、A′電極之間的電壓）與ISB乘積正比與試樣厚度d成反比。比例系數(shù) 稱為霍爾系數(shù)，它是反映材料霍爾效應(yīng)強弱的重要參數(shù)，只要測出 VH（伏）以及知道IIs（安）、B（高斯）和d（厘 米）可按下式計算RH（厘米3/庫侖）
霍爾傳感器元件
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霍爾傳感器
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。它具有對磁場敏感、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優(yōu)點，因此，在測量、自動化、計算機和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
霍爾傳感器分類
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霍爾傳感器分為線型霍爾傳感器和開關(guān)型霍爾傳感器兩種。（一）開關(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器，斯密特觸發(fā)器和輸出級組成，它輸出數(shù)字量。開關(guān)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(huán)式和閉環(huán)式。閉環(huán)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。
霍爾傳感器開關(guān)型
如圖4所示，其中Bnp為工作點“開”的磁感應(yīng)強度，BRP為釋放點“關(guān)”的磁感應(yīng)強度。當(dāng)外加的磁感應(yīng)強度超過動作點Bnp時，傳感器輸出低電平，當(dāng)磁感應(yīng)強度降到動作點Bnp以下時，傳感器輸出電平不變，一直要降到釋放點BRP時，傳感器才由低電平躍變?yōu)楦唠娖健np與BRP之間的滯后使開關(guān)動作更為可靠。
霍爾傳感器鎖鍵型
如圖5所示，當(dāng)磁感應(yīng)強度超過動作點Bnp時，傳感器輸出由高電平躍變?yōu)榈碗娖剑谕獯艌龀废螅漭敵鰻顟B(tài)保持不變（即鎖存狀態(tài)），必須施加反向磁感應(yīng)強度達(dá)到BRP時，才能使電平產(chǎn)生變化。
霍爾傳感器線性型
輸出電壓與外加磁場強度呈線性關(guān)系，如圖3所示，可見，在B1～B2的磁感應(yīng)強度范圍內(nèi)有較好的線性度，磁感應(yīng)強度超出此范圍時則呈現(xiàn)飽和狀態(tài)。
開環(huán)式電流傳感器由于通電螺線管內(nèi)部存在磁場，其大小與導(dǎo)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(dǎo)線中電流的大小。利用這一原理可以設(shè)計制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點是不與被測電路發(fā)生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，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)鐵芯有一個缺口，將霍爾傳感器插入缺口中，圓環(huán)上繞有線圈，當(dāng)電流通過線圈時產(chǎn)生磁場，則霍爾傳感器有信號輸出。閉環(huán)式電流傳感器磁平衡式電流傳感器也叫霍爾閉環(huán)電流傳感器，也稱補償式傳感器，即主回路被測電流Ip在聚磁環(huán)處所產(chǎn)生的磁場通過一個次級線圈，電流所產(chǎn)生的磁場進行補償， 從而使霍爾器件處于檢測零磁通的工作狀態(tài)。
磁平衡式電流傳感器的具體工作過程為：當(dāng)主回路有一電流通過時，在導(dǎo)線上產(chǎn)生的磁場被聚磁環(huán)聚集并感應(yīng)到霍爾器件上， 所產(chǎn)生的信號輸出用于驅(qū)動相應(yīng)的功率管并使其導(dǎo)通，從而獲得一個補償電流Is。 這一電流再通過多匝繞組產(chǎn)生磁場 ，該磁場與被測電流產(chǎn)生的磁場正好相反，因而補償了原來的磁場， 使霍爾器件的輸出逐漸減小。當(dāng)與Ip與匝數(shù)相乘 所產(chǎn)生的磁場相等時，Is不再增加，這時的霍爾器件起指示零磁通的作用 ，此時可以通過Is來平衡。被測電流的任何變化都會破壞這一平衡。 一旦磁場失去平衡，霍爾器件就有信號輸出。經(jīng)功率放大后，立即就有相應(yīng)的電流流過次級繞組以對失衡的磁場進行補償。從磁場失衡到再次平衡，所需的時間理論上不到1μs，這是一個動態(tài)平衡的過程。
霍爾傳感器優(yōu)點
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xrdt霍爾傳感器
1、 霍爾傳感器可以測量任意波形的電流和電壓，如：直流、交流、脈沖波形等，甚至對瞬態(tài)峰值的測量。副邊電流忠實地反應(yīng)原邊電流的波形。而普通互感器則是無法與其比擬的，它一般只適用于測量50Hz正弦波；2、 原邊電路與副邊電路之間有良好的電氣隔離，隔離電壓可達(dá)9600Vrms；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量；4、線性度好：優(yōu)于0.1%；5、寬帶寬：高帶寬的電流傳感器上升時間可小于1μs；但是，電壓傳感器帶寬較窄，一般在15kHz以內(nèi)，6400Vrms的高壓電壓傳感器上升時間約500uS，帶寬約700Hz。6、測量范圍：霍爾傳感器為系列產(chǎn)品，電流測量可達(dá)50KA，電壓測量可達(dá)6400V。霍爾電流傳感器使用時，需遵循以下注意事項：1、為了得到較好的動態(tài)特性和靈敏度，必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合，要耦合得好，最好用單根導(dǎo)線且導(dǎo)線完全填滿霍爾傳感器模塊孔徑。2、使用中當(dāng)大的直流電流流過傳感器原邊線圈，且次級電路沒有接通電源|穩(wěn)壓器或副邊開路，則其磁路被磁化，而產(chǎn)生剩磁，影響測量精度（故使用時要先接通電源和測量端M），發(fā)生這種情況時，要先進行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源，而在原邊線圈中通一同樣等級大小的交流電流并逐漸減小其值。3、霍爾傳感器都具有較強的抗外磁場干擾能力，但是，為了獲得較高的測量準(zhǔn)確度，當(dāng)有較強的磁場干擾時，要采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫鉀Q。通常方法有：調(diào)整模塊方向，使外磁場對模塊的影響最小；在模塊上加罩一個抗磁場的金屬屏蔽罩。4、測量的最佳精度是在額定值下得到的，當(dāng)被測電流遠(yuǎn)低于額定值時，要獲得最佳精度，原邊可使用多匝，但是，需要注意導(dǎo)線的空間位置（參照第一條）。
霍爾傳感器用途
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霍爾器件具有許多優(yōu)點，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達(dá)1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關(guān)器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復(fù)精度高（可達(dá)μm級）。取用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達(dá)－55℃～150℃。按被檢測的對象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為：直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對象上人為設(shè)置的磁場，用這個磁場來作被檢測的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時間等，轉(zhuǎn)變成電量來進行檢測和控制。
霍爾傳感器位移測量
兩塊永久磁鐵同極性相對放置，將線性型霍爾傳感器置于中間，其磁感應(yīng)強度為零，這個點可作為位移的零點，當(dāng)霍爾傳感器在Z軸上作△Z位移時，傳感器有一個電壓輸出，電壓大小與位移大小成正比。
霍爾傳感器力測量
如果把拉力、壓力等參數(shù)變成位移，便可測出拉力及壓力的大小，按這一原理可制成的力傳感器。
霍爾傳感器角速度測量
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(zhuǎn)一周，霍爾傳感器就輸出一個脈沖，從而可測出轉(zhuǎn)數(shù)（計數(shù)器），若接入頻率計，便可測出轉(zhuǎn)速。
霍爾傳感器線速度測量
如果把開關(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)裝在運動車輛上的永磁體經(jīng)過它時，可以從測量電路上測得脈沖信號。根據(jù)脈沖信號的分布可以測出車輛的運動速度。
霍爾傳感器注意事項
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霍爾傳感器
（1）電流傳感器必須根據(jù)被測電流的額定有效值適當(dāng)選用不同的規(guī)格的產(chǎn)品。被測電流長時間超額，會損壞末極功放管（指磁補償式），一般情況下，2倍的過載電流持續(xù)時間不得超過1分鐘。（2）電壓傳感器必須按產(chǎn)品說明在原邊串入一個限流電阻R1，以使原邊得到額定電流，在一般情況下，2倍的過壓持續(xù)時間不得超過1分鐘。（3）電流電壓傳感器的最佳精度是在原邊額定值條件下得到的，所以當(dāng)被測電流高于電流傳感器的額定值時，應(yīng)選用相應(yīng)大的傳感器；當(dāng)被測電壓高于電壓傳感器的額定值時，應(yīng)重新調(diào)整限流電阻。當(dāng)被測電流低于額定值1/2以下時，為了得到最佳精度，可以使用多繞圈數(shù)的辦法。（4）絕緣耐壓為3KV的傳感器可以長期正常工作在1KV及以下交流系統(tǒng)和1.5KV及以下直流系統(tǒng)中，6KV的傳感器可以長期正常工作在2KV及以下交流系統(tǒng)和2.5KV及以下直流系統(tǒng)中，注意不要超壓使用。（5）在要求得到良好動態(tài)特性的裝置上使用時，最好用單根銅鋁母排并與孔徑吻合，以大代小或多繞圈數(shù)，均會影響動態(tài)特性。
霍爾傳感器
（6）在大電流直流系統(tǒng)中使用時，因某種原因造成工作電源開路或故障，則鐵心產(chǎn)生較大剩磁，是值得注意的。剩磁影響精度。退磁的方法是不加工作電源，在原邊通一交流并逐漸減小其值。（7）傳感器抗外磁場能力為：距離傳感器5～10cm一個超過傳感器原邊電流值2倍的電流，所產(chǎn)生的磁場干擾可以抵抗。三相大電流布線時，相間距離應(yīng)大于5～10cm。（8）為了使傳感器工作在最佳測量狀態(tài)，應(yīng)使用圖1－10介紹的簡易典型穩(wěn)壓電源。（9）傳感器的磁飽和點和電路飽和點，使其有很強的過載能力，但過載能力是有時間限制的，試驗過載能力時，2倍以上的過載電流不得超過1分鐘。
變頻功率傳感器(4張)
（10）原邊電流母線溫度不得超過85℃，這是ABS工程塑料的特性決定的，用戶有特殊要求，可選高溫塑料做外殼。霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器主要適用于工業(yè)控制領(lǐng)域的電壓和電流測量。由于傳感器一般不提供角差指標(biāo)，對于需要準(zhǔn)確測量交流電功率的場合，應(yīng)對其角差指標(biāo)進行驗證，這一點需特別注意。工頻電量測量可用互感器替代，變頻電量測量可用電壓、電流組合式的變頻功率傳感器替代。
霍爾傳感器應(yīng)用
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語音
霍爾傳感器技術(shù)應(yīng)用于汽車工業(yè)霍爾傳感器技術(shù)在汽車工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，包括動力、車身控制、牽引力控制以及防抱死制動系統(tǒng)。為了滿足不同系統(tǒng)的需要，霍爾傳感器有開關(guān)式、模擬式和數(shù)字式傳感器三種形式。霍爾傳感器可以采用金屬和半導(dǎo)體等制成，效應(yīng)質(zhì)量的改變?nèi)Q于導(dǎo)體的材料，材料會直接影響流過傳感器的正離子和電子。制造霍爾元件時，汽車工業(yè)通常使用三種半導(dǎo)體材料，即砷化鎵、銻化銦以及砷化銦。最常用的半導(dǎo)體材料當(dāng)屬砷化銦。霍爾傳感器的形式?jīng)Q定了放大電路的不同，其輸出要適應(yīng)所控制的裝置。這個輸出可能是模擬式，如加速位置傳感器或節(jié)氣門位置傳感器，也可能是數(shù)字式。如曲軸或凸輪軸位置傳感器。當(dāng)霍爾元件用于模擬式傳感器時，這個傳感器可以用于空調(diào)系統(tǒng)中的溫度表或動力控制系統(tǒng)中的節(jié)氣門位置傳感器。霍爾元件與微分放大器連接，放大器與NPN晶體管連接。磁鐵固定在旋轉(zhuǎn)軸上，軸在旋轉(zhuǎn)時，霍爾元件上的磁場加強。其產(chǎn)生的霍爾電壓與磁場強度成比例。當(dāng)霍爾元件用于數(shù)字信號時，例如曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器或車速傳感器，必須首先改變電路。霍爾元件與微分放大器連接，微分放大器與施密特觸發(fā)器連接。在這種配置中。傳感器輸出一個開或關(guān)的信號。在多數(shù)汽車電路中，霍爾傳感器是電流吸收器或者使信號電路接地。要完成這項工作，需要一個NPN晶體管與施密特觸發(fā)器的輸出連接。磁場穿過霍爾元件，一個觸發(fā)器輪上的葉片在磁場和霍爾元件之間通過。霍爾傳感器應(yīng)用于出租車計價器霍爾傳感器在出租車計價器上的應(yīng)用：通過安裝在車輪上的霍爾傳感器A44E檢測到的信號，送到單片機，經(jīng)處理計算，送給顯示單元，這樣便完成了里程計算。檢測原理，P3.2口作為信號的輸入端，內(nèi)部采用外部中斷0，車輪每轉(zhuǎn)一圈（設(shè)車輪的周長是1 m），霍爾開關(guān)就檢測并輸出信號，引起單片機的中斷，對脈沖計數(shù)，當(dāng)計數(shù)達(dá)到1 000次時，也就是1 km，單片機就控制將金額自動增加。每當(dāng)霍爾傳感器輸出一個低電平信號就使單片機中斷一次，當(dāng)里程計數(shù)器對里程脈沖計滿1 000次時，就有程序?qū)?dāng)前總額累加，使微機進入里程計數(shù)中斷服務(wù)程序中。在該程序中，需要完成當(dāng)前行駛里程數(shù)和總額的累加操作，并將結(jié)果存入里程和總額寄存器中。霍爾電流傳感器在變頻器中的應(yīng)用在有電流流過的導(dǎo)線周圍會感生出磁場，再用霍爾器件檢測由電流感生的磁場,即可測出產(chǎn)生這個磁場的電流的量值。由此就可以構(gòu)成霍爾電流、電壓傳感器。因為霍爾器件的輸出電壓與加在它上面的磁感應(yīng)強度以及流過其中的工作電流的乘積成比例，是一個具有乘法器功能的器件，并且可與各種邏輯電路直接接口，還可以直接驅(qū)動各種性質(zhì)的負(fù)載。因為霍爾器件的應(yīng)用原理簡單，信號處理方便，器件本身又具有一系列的獨特優(yōu)點，所以在變頻器中也發(fā)揮了非常重要的作用。在變頻器中，霍爾電流傳感器的主要作用是保護昂貴的大功率晶體管。由于霍爾電流傳感器的響應(yīng)時間短于1μs，因此，出現(xiàn)過載短路時，在晶體管未達(dá)到極限溫度之前即可切斷電源，使晶體管得到可靠的保護。霍爾電流傳感器按其工作模式可分為直接測量式和零磁通式，在變頻器中由于需要精準(zhǔn)的控制及計算，因此選用了零磁通方式。將霍爾器件的輸出電壓進行放大，再經(jīng)電流放大后，讓這個電流通過補償線圈，并令補償線圈產(chǎn)生的磁場和被測電流產(chǎn)生的磁場方向相反，若滿足條件IoN1=IsN2，則磁芯中的磁通為0，這時下式成立：Io=Is(N2/N1)式中，Io為被測電流，即磁芯中初級繞組中的電流，N1為初級繞組的匝數(shù)，Is為補償繞組中的電流，N2為補償繞組的匝數(shù)。由上式可知，達(dá)到磁平衡時，即可由Is及匝數(shù)比N2/N1得到Io。霍爾電流傳感器的特點是可以實現(xiàn)電流的“無電位”檢測。即測量電路不必接入被測電路即可實現(xiàn)電流檢測，它們靠磁場進行耦合。因此，檢測電路的輸入、輸出電路是完全電隔離的。檢測過程中，檢測電路與被檢電路互不影響。
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羅羅日記
我是羅羅，專注寫成長和科普干貨，歡迎關(guān)注
霍爾傳感器的原理是什么？有哪些應(yīng)用？有什么優(yōu)缺點？
成都的冬天是不是來了，昨天竟開始變得有點小冷了。估計米亞羅的紅葉又開始“泛濫”了。但是我哪里也不去，呆在家里寫日記。本來我是想接著上一篇，再寫一下直流電機，還有伺服電機的。但是，我在看直流電機文檔時，發(fā)現(xiàn)需要先理解霍爾傳感器。所以今天還是先說下霍爾傳感器的原理。這篇日記不長...
2020-11-242
Grace的修行日志
歡迎電氣行業(yè)的朋友一起交流學(xué)習(xí)~
關(guān)于電流檢測的霍爾傳感器選型和應(yīng)用
安科瑞 高佳樂摘 要：電流檢測在各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，傳統(tǒng)的霍爾傳感器的靈敏度比較低，受外界影響較大，由此應(yīng)用新型霍爾傳感器來彌補其功能缺陷，介紹了萊姆HO系列霍爾傳感器的多項功能，以HO-15-NP霍爾傳感器為例，著重介紹了霍爾傳感器在電流檢測及其線性度方面的介紹。關(guān)...
2020-09-070
Acrelwangyang
Acrel Sales Engineer
淺談基于霍爾傳感器的電流監(jiān)測及過流保護設(shè)計-安科瑞 王陽
摘要：根據(jù)機載電子設(shè)備健康監(jiān)測和視情維修的要求，發(fā)射裝置內(nèi)場測試儀需增加對被測產(chǎn)品進行電流監(jiān)測的功能;同時，為避免測試期間因過流而導(dǎo)致的產(chǎn)品或測試設(shè)備損壞，亟需實現(xiàn)對被測產(chǎn)品的動態(tài)過流保護。基于此需求，設(shè)計了一種基于霍爾傳感器的實現(xiàn)方案。硬件方面，電路由器件、電流監(jiān)測電路和...
2021-04-270
計量互感器
河北冠赫實業(yè)有限公司
霍爾傳感器的優(yōu)勢及主要用途
霍爾傳感器是世界排名第三的感應(yīng)器商品，它被廣泛運用到工業(yè)生產(chǎn)、汽車行業(yè)、電腦上、手機上及其新起消費電子產(chǎn)品行業(yè)。霍爾效應(yīng)是磁電效用的一種，這一狀況是霍爾于1879年在科學(xué)研究金屬材料的導(dǎo)電性組織時發(fā)覺的。接下來小編帶大家看看霍爾傳感器的優(yōu)勢及主要用途：很多人都了解，小汽車的...
2020-12-080
響拇指電子
深圳響拇指電子科技有限公司
霍爾傳感器在智能坐便器上的應(yīng)用
智能坐便器起源于美國，用于醫(yī)療和老年保健，最初設(shè)置有溫水洗凈功能。后經(jīng)韓國，日本的衛(wèi)浴公司逐漸引進技術(shù)開始制造，加入了座便蓋加熱、溫水洗凈、暖風(fēng)干燥、殺菌等多種功能。目前市場上的智能坐便器大體上分為兩種，一種為帶清洗、加熱、殺菌等的智能坐便器，另一種為可自動更換薄膜的智能坐...
2020-04-290
參考資料
1.
霍爾效應(yīng)
．北京航空航天大學(xué)．2013-03[引用日期2013-07-18]
霍爾傳感器 角度：霍爾傳感器角度調(diào)節(jié)
安森美AR0234CS圖像傳感器獲人工智能產(chǎn)品創(chuàng)新獎
新物聯(lián)號：科技前沿 2021-8-23 共有: 756 瀏覽
2021年8月23日 —安森美(onsemi，納斯達(dá)克股票代號：ON)宣布其全局快門AR0234CS 230萬像素CMOS圖像傳感器在“2021年中國人工智能卓越創(chuàng)新獎”評選中獲選為“最具創(chuàng)新價值產(chǎn)品獎”。
2022第十五屆北京國際智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)博覽會
新物聯(lián)號：張俊紅 2021-8-24 共有: 934 瀏覽
為大力將展會提高全面性、品牌性、提升規(guī)模，檔次、也為服務(wù)于全國各地區(qū)，定于2022年04月在中國國際展覽中心舉辦“2022第十五屆北京國際智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)博覽會”誠懇邀請各新老參展商積極參展！
南京智博會主題展:2021南京國際智慧燈桿及智慧路燈展覽會
新物聯(lián)號：張俊紅 2021-8-24 共有: 430 瀏覽
普通路燈解決了照明問題，文化路燈打造了城市名片，智慧路燈將成為智慧城市入口。“新基建”浪潮下，地方專項債規(guī)模擴大，累計地方專項債發(fā)行額為.92億元，同比增長148.45%，國內(nèi)首只智慧燈桿的專項債落地，開創(chuàng)公路領(lǐng)域發(fā)行智慧路燈專項債券先河，“多桿合一、一桿多用”成為城市現(xiàn)代化建設(shè)大趨勢。隨著行業(yè)成長，有實際產(chǎn)品、能落地實施項目的智慧燈桿企業(yè)數(shù)量從2015年5家發(fā)展到了如今的40－50家，
2021 南京智博會AIOTE 第十四屆南京智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)博覽會
新物聯(lián)號：張俊紅 2021-8-24 共有: 416 瀏覽
由南京大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會、北京銘世博國際展覽有限公司聯(lián)合主辦、南京垠坤投資實業(yè)有限公司協(xié)辦的2021南京智博會AIOTE暨第十四屆南京智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)博覽會將于2021年12月8日-10日在南京國際展覽中心舉辦。
自連科技物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品四大應(yīng)用方向
新物聯(lián)號：自連科技 2021-8-24 共有: 329 瀏覽
為了滿足不斷擴大的市場需求，支持設(shè)備開發(fā)商、設(shè)計公司、系統(tǒng)集成商和用戶在這些宏大的新賽道中快速導(dǎo)入物聯(lián)網(wǎng)和智能化技術(shù)，自連科技精心打造了一個全面的智能與物聯(lián)產(chǎn)品和解決方案技術(shù)平臺，并通過持續(xù)深耕醫(yī)療和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，形成了以下四條物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品主線并在此基礎(chǔ)上不斷推出新品，以及可根據(jù)不同場景中的設(shè)備狀態(tài)和客戶需求，快速實現(xiàn)定制方案的服務(wù)能力。
新物聯(lián)號：隨心所欲 2021-8-24 共有: 300 瀏覽
國際網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)展覽會 ，是中國（上海）國際技術(shù)進出口交易會（簡稱上交會CSITF），的主體活動之一，是經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，由中華人民共和國商務(wù)部、科技部、國家知識產(chǎn)權(quán)局和上海市人民政府共同主辦，聯(lián)合國工發(fā)組織UNIDO、聯(lián)合國開發(fā)計劃署UNDP、世界知識產(chǎn)權(quán)組織WIPO支持，上海市國際技術(shù)進出口促進中心、中國機電產(chǎn)品進出口商會、東浩蘭生（集團）有限公司、上海杰程國際展覽有限公司共同承辦的專門為技術(shù)
“碳中和”愿景下的智慧燈桿，為智能交通全鏈條減碳助力
新物聯(lián)號：睿澤物聯(lián) 2021-8-24 共有: 371 瀏覽
要實現(xiàn)碳中和，需要大力發(fā)展智慧交通和綠色交通，已經(jīng)成為行業(yè)共識。在新一輪科技革命的浪潮下，智慧燈桿+無人駕駛模式實現(xiàn)智慧交通全鏈條減碳，助力道路交通“碳中和”是智慧交通的發(fā)展趨勢。
地下水位自動監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備
新物聯(lián)號：萬和儀表 2021-8-24 共有: 338 瀏覽
萬和水位自動監(jiān)控儀地下水位自動監(jiān)測計（水溫水位計）是為了應(yīng)對苛刻的測量工況而設(shè)計。傳感器采用了先進的微處理技術(shù)進行了全方位線性誤差和溫度誤差補償，確保測量結(jié)果達(dá)到高準(zhǔn)確度要求；
水位水溫計原理 編輯
傳感器采用了先進的微處理技術(shù)進行了全方位線性誤差和溫度誤差補償，確保測量結(jié)果達(dá)到高準(zhǔn)確度要求；
水位監(jiān)測技術(shù)參考指標(biāo) 編輯
wh311探頭采用了全灌
探索公園區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)研究合作伙伴
新聞來源：新物聯(lián)Newiot 翻譯 WishTV原創(chuàng) 2021-8-24 共有: 214 瀏覽
印第安納州西拉斐特（印第安納州商業(yè)內(nèi)部）— 普渡大學(xué)探索公園區(qū)宣布了一項與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的合作伙伴關(guān)系。該學(xué)區(qū)正在與大學(xué)的 SMART 聯(lián)盟合作，努力推進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并研究如何使用它。
5G迅速商用快速發(fā)展看物聯(lián)網(wǎng)連接的未來
新聞來源：新物聯(lián)Newiot 翻譯 Abhinav Dubey原創(chuàng) 2021-8-24 共有: 237 瀏覽
物聯(lián)網(wǎng)正在以比我們所有人想象的更無情的方式擴張。其影響與二十年前的互聯(lián)網(wǎng)一樣巨大而持久。該網(wǎng)絡(luò)上有難以想象的數(shù)據(jù)流，預(yù)計加入聯(lián)盟的設(shè)備數(shù)量無需介紹。已經(jīng)圍繞它們進行了很多討論。可以說我們存儲和共享的數(shù)據(jù)會與某些物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)交叉，這并沒有錯。因此，我們所知道的互聯(lián)網(wǎng)是來自未來的物聯(lián)網(wǎng)。
【高交會IT展】用科技守護城市安全，智慧生活未來可期
新聞來源：高交會IT展組委會 2021-8-25 共有: 193 瀏覽
眾所周知，安防是關(guān)系到國家安全、公共安全、民生安全的核心產(chǎn)業(yè)！近年來，在網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、計算、芯片、算法等基礎(chǔ)能力技術(shù)的助推下，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等技術(shù)和應(yīng)用的不斷成熟，特別是計算機視覺、視頻結(jié)構(gòu)化分析、視頻圖像深度學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)的引入，城市公共安防智慧化水平不斷提升。當(dāng)下，隨著國內(nèi)安防市場規(guī)模發(fā)展，智能化程度加強，安防行業(yè)正在進行一次迅速又徹底的升級換代，人工智能技術(shù)更是成為更新?lián)Q
烤箱不可或缺的濕度傳感器
新物聯(lián)號：上海高傳電子 2021-8-25 共有: 212 瀏覽
SST 的氧化鋯氧氣傳感器測量氧氣的分壓。空氣中的水分子置換并稀釋氧分子，導(dǎo)致水蒸氣壓發(fā)生變化。接接通過RS485數(shù)字協(xié)議讀取氧分壓，并將其上傳到烤箱控制器中，從而計算出水汽含量。
環(huán)保用水位監(jiān)測計
新物聯(lián)號：萬和儀表 2021-8-25 共有: 188 瀏覽
環(huán)保井深儀水位計特有的三重防水設(shè)計，經(jīng)過3999次水下測試，IP68防水等級大大的提升了產(chǎn)品的防水性能（貴州某地質(zhì)局1000米量程深井使用均無故障） 萬和儀表承諾，三年內(nèi)水位探頭進水包換新機。Wh311水位傳感器采用德州儀器（TI）公司，原裝芯片放大電路 三重防雷是一種全密封潛入式擴散硅液位測量儀表，專用線纜與外殼密封連接，可長期投入與變送器結(jié)構(gòu)材料相兼容的液體中使用。用微機械加工技術(shù)制作的高靈敏
物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)--2021智慧城市（成都）建筑產(chǎn)業(yè)展覽會
新物聯(lián)號：展會咨詢 2021-8-26 共有: 328 瀏覽
2021成都智慧城市建設(shè)產(chǎn)業(yè)博覽會將于2021年11月19-21日在成都西部國際博覽城舉辦。參展聯(lián)系：（微信同號）
2022杭州國際傳感器與微系統(tǒng)技術(shù)及應(yīng)用展覽會
新物聯(lián)號：昶文展覽 2021-8-26 共有: 157 瀏覽
2022杭州國際傳感器與微系統(tǒng)技術(shù)及應(yīng)用展覽會，將于2022年3月30日-4月1日在“杭州國際博覽中心”隆重舉行，本屆展會秉承著"創(chuàng)造客戶價值與引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展"的宗旨，強化以"采購商協(xié)約式邀請"為核心的買家組織手段，打造以展覽展示與貿(mào)易洽談為核心的實效活動體系，全力以赴打造高規(guī)格、品質(zhì)高、高實效的交流貿(mào)易盛會！
2022中國（重慶）國際機器視覺技術(shù)及工業(yè)應(yīng)用展覽會
新物聯(lián)號：昶文展覽 2021-8-26 共有: 113 瀏覽
近年來，機械視覺行業(yè)正以34%的比例快速增長。人們正逐步將焦點集中在機械視覺行業(yè)的更高價值區(qū)域。越來越多的中國機械視覺技術(shù)開發(fā)商希望能在行業(yè)內(nèi)分一杯羹。
2022中國（重慶）國際嵌入式系統(tǒng)展覽會
新物聯(lián)號：昶文展覽 2021-8-26 共有: 140 瀏覽
重慶國際嵌入式系統(tǒng)展覽會將于2022年7月31-8月2日 重慶 ? 重慶國際博覽中心由上海昶文展覽服務(wù)有限公司主辦，30余行業(yè)協(xié)會及40多個國際使館商會的鼎力支持。將深度挖掘西部及周邊制造業(yè)市場需求，隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，深度學(xué)習(xí)與AI人工智能技術(shù)在各行業(yè)開始應(yīng)用，嵌入式技術(shù)的發(fā)展將備受矚目。以展示“智能化、自動化、信息化、數(shù)字化”等新技術(shù)新理念，匯聚來自世界各地科研及工業(yè)領(lǐng)域的專
2022重慶國際AGV小車暨智能倉儲應(yīng)用技術(shù)展覽會
新物聯(lián)號：昶文展覽 2021-8-26 共有: 145 瀏覽
《中國制造2025》提出了實現(xiàn)中國從制造大國到制造強國的目標(biāo)，本質(zhì)上是要大力發(fā)展以先進制造業(yè)為基礎(chǔ)的實體經(jīng)濟，否則無法實現(xiàn)真正的大國崛起。而制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵點是智能工廠物流與智能供應(yīng)鏈，智能化和自動化是降低全社會物流費用率的終極解決方案。國內(nèi)企業(yè)在智能物流領(lǐng)域的技術(shù)積累較好，并且正在加速吸收國外先進技術(shù)，有望快速切入中高端市場、實現(xiàn)高速成長。工業(yè)4.0的核心組成部分——智能物流倉儲裝備行業(yè)將成
安森美(onsemi)將收購GT Advanced Technologies
新物聯(lián)號：科技前沿 2021-8-26 共有: 123 瀏覽
領(lǐng)先的智能電源和感知技術(shù)供應(yīng)商安森美(onsemi，美國納斯達(dá)克股票代號：ON)和碳化硅 (SiC) 生產(chǎn)商GT Advanced Technologies ("GTAT") 于美國時間8月25日宣布已達(dá)成最終協(xié)議。根據(jù)該協(xié)議，安森美將以4.15億美元現(xiàn)金收購GTAT。
SF6氣體泄漏監(jiān)測的重要意義
新物聯(lián)號：上海高傳電子 2021-8-26 共有: 193 瀏覽
SF6氣體泄漏監(jiān)測系統(tǒng)可實時監(jiān)測開關(guān)室內(nèi)SF6濃度。當(dāng)SF6濃度大于或等于1000ppm時，自動報警并啟動風(fēng)機。
霍爾傳感器 角度：霍爾角度傳感器的應(yīng)用和使用實例介紹
霍爾角度傳感器在汽車、航天航空、機器人等眾多的領(lǐng)域上都有相關(guān)的運用，下面?zhèn)鞲衅髂切┦陆o大家介紹一下霍爾角度傳感器的應(yīng)用和使用實例，感興趣的可以一起來學(xué)習(xí)一下。
霍爾角度傳感器的應(yīng)用
霍爾角度傳感器的應(yīng)用和使用實例介紹
利用角度變化來定位物體位置的電子元件即為霍爾角度傳感器。目前霍爾角度傳感器廣泛用于汽車，工程機械，宇宙裝置、導(dǎo)彈、飛機雷達(dá)天線的伺服系統(tǒng)以及注塑機，木工機械，印刷機，電子尺，機器人，工程監(jiān)測，電腦控制運動器械等需要精確測量位移的領(lǐng)域中。如下將從原理、應(yīng)用及實例三個方面為您介紹霍爾角度傳感器。
一、霍爾角度傳感器原理
角度傳感器用來檢測角度的。它的身體中有一個孔，可以配合樂高的軸。當(dāng)連結(jié)到RCX上時，軸每轉(zhuǎn)過1/16圈，角度傳感器就會計數(shù)一次。往一個方向轉(zhuǎn)動時，計數(shù)增加，轉(zhuǎn)動方向改變時，計數(shù)減少。計數(shù)與角度傳感器的初始位置有關(guān)。當(dāng)初始化角度傳感器時，它的計數(shù)值被設(shè)置為0,如果需要，你可以用編程把它重新復(fù)位。
二、 霍爾角度傳感器實際應(yīng)用
使用角度傳感器來控制你的輪子可以間接的發(fā)現(xiàn)障礙物。原理非常簡單：如果馬達(dá) 角度傳感器構(gòu)造運轉(zhuǎn)，而齒輪不轉(zhuǎn)，說明你的機器已經(jīng)被障礙物給擋住了。此技術(shù)使用起來非常簡單，而且非常有效;唯一要求就是運動的輪子不能在地板上打滑(或者說打滑次數(shù)太多)，否則你將無法檢測到障礙物。如果是一個空轉(zhuǎn)的齒輪連接到馬達(dá)上就可以避免這個問題，這個輪子不是由馬達(dá)驅(qū)動而是通過裝置的運動帶動它：在驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)的過程中，如果惰輪停止了，說明你碰到障礙物了。
在許多情況下角度傳感器是非常有用的：控制手臂，頭部和其它可移動部位的位置。值的注意的是，當(dāng)運行速度太慢或太快時，RCX在精確的檢測和計數(shù)方面會受到影響。事實上，問題并不是出在RCX身上，而是它的操作系統(tǒng)，如果速度超出了其指定范圍，RCX就會丟失一些數(shù)據(jù)。Steve Baker用實驗證明過，轉(zhuǎn)速在每分鐘50到300轉(zhuǎn)之間是一個比較合適的范圍，在此之內(nèi)不會有數(shù)據(jù)丟失的問題。然而，在低于12rpm或超過1400rm的范圍內(nèi)，就會有部分?jǐn)?shù)據(jù)出現(xiàn)丟失的問題。而在12rpm至50rpm或者300rpm至1400rpm的范圍內(nèi)時，RCX也偶會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的問題。
三、霍爾角度傳感器實例
如果把角度傳感器連接到馬達(dá)和輪子之間的任何一根傳動軸上，必須將正確的傳動比算入所讀的數(shù)據(jù)。舉一個有關(guān)計算的例子。在你的機器人身上，馬達(dá)以3:1的傳動比與主輪連接。角度傳感器直接連接在馬達(dá)上。所以它與主動輪的傳動比也是3:1.也就是說，角度傳感器轉(zhuǎn)三周，主動輪轉(zhuǎn)一周。角度傳感器每旋轉(zhuǎn)一周計16個單位，所以16*3=48個增量相當(dāng)于主動輪旋轉(zhuǎn)一周。現(xiàn)在，我們需要知道齒輪的圓周來計算行進距離。幸運地是，每一個LEGO齒輪的輪胎上面都會標(biāo)有自身的直徑。我們選擇了體積最大的有軸的輪子，直徑是81.6CM(樂高使用的是公制單位)，因此它的周長是81.6×π=81.6×3.14≈256.22CM.現(xiàn)在已知量都有了：齒輪的運行距離由48除角度所記錄的增量然后再乘以256.我們總結(jié)一下。稱R為角度傳感器的分辨率(每旋轉(zhuǎn)一周計數(shù)值)，G是角度傳感器和齒輪之間的傳動比率。我們定義I為輪子旋轉(zhuǎn)一周角度傳感器的增量。即：
I=G×
在例子中，G為3,對于樂高角度傳感器來說，R一直為16.因此，我們可以得到：
I=3×
每旋轉(zhuǎn)一次，齒輪所經(jīng)過的距離正是它的周長C,應(yīng)用這個方程式，利用其直徑，你可以得出這個結(jié)論。
C=D×π
在我們的例子中：
C=81.6×
最后一步是將傳感器所記錄的數(shù)據(jù)-S轉(zhuǎn)換成輪子運動的距離-T,使用下面等式：
T=S×
如果光電傳感器讀取的數(shù)值為296,你可以計算出相應(yīng)的距離：
T=296×256.22/48=1580 距離(T)的單位與輪子直徑單位是相同的。
另外，霍爾角度傳感器有靜態(tài)和動態(tài)之分。隨著測控技術(shù)的發(fā)展，霍爾角度傳感器必將想高精度、微型化、智能化發(fā)展，并將運用于更廣泛的領(lǐng)域中。
霍爾角度傳感器的應(yīng)用
相信看完后，大家都多霍爾角度傳感器的應(yīng)用和實例都有了大致的了解，希望傳感器專家網(wǎng)為大家介紹的這些實例能對你們有所幫助，還想知道關(guān)于更多霍爾角度傳感器的應(yīng)用和實例歡迎關(guān)注傳感器那些事。
