霍尔传感器_霍尔传感器工作原理

2024-04-24 15:11:35

霍尔传感器_霍尔传感器工作原理

对于霍尔传感器的问题，我有些许经验和知识储备。希望我的回答能够为您提供一些启示和帮助。

1.霍尔电流传感器工作原理？

2.霍尔电流传感器原理介绍

3.霍尔传感器的作用霍尔传感器的特点

4.霍尔传感器型号简介

5.霍尔传感器原理霍尔传感器特点

6.简述霍尔式转速传感器的工作原理

霍尔传感器_霍尔传感器工作原理

霍尔电流传感器工作原理？

霍尔电流传感器依据工作原理不同分为开环式霍尔电流传感器和闭环式霍尔电流传感器(传感器的应用)。

1、开环式霍尔电流传感器工作原理

开环式霍尔电流传感器也称：直放式霍尔电流传感器、直检式霍尔电流传感器等。开环式霍尔电流传感器由磁芯、霍尔元件和放大电路构成。磁芯有一开口气隙，霍尔元件放置于气隙出。当原边导体流过电流时，在导体周围产生磁场强度与电流大小成正比的磁场，磁芯将磁力线集聚至气隙处，霍尔元件输出与气隙处磁感应强度成正比的电压信号，放大电路将该信号放大输出，该类传感器通常输出±10V左右的电压信号，也有部分传感器为了增强电磁兼容性，变换为电流信号输出。

2、闭环式霍尔电流传感器工作原理

闭环式霍尔电流传感器也称：零磁通霍尔电流传感器、零磁通互感器、磁平衡式霍尔电流传感器(传感器技术)等，闭环式霍尔电流传感器包括磁芯、霍尔元件、放大电路和副边补偿绕组。与开环式霍尔电流传感器相比，闭环式霍尔电流传感器多了副边补偿绕组，正是副边补偿绕组，将闭环式霍尔电流传感器的性能进行了大幅度提升。放大电路接受霍尔元件的输出，并放大为电流信号提供给副边补偿绕组，副边补偿绕组在磁芯中产生的磁场与原边电流产生的磁场在气隙处大小相等，方向相反，抵消原边磁场，形成负反馈闭环控制电路。若副边电流过小，产生的磁场不足以抵消原边磁场，放大电路将输出更大的电流，反之，放大电路输出电流减小，从而维持气隙处的磁场平衡。

若原边电流发生变化，气隙处磁场平衡被破坏，负反馈闭环控制电路同样会调节副边输出电路，使磁场重新达到平衡。宏观上讲，气隙处将一直维持零磁通，保持磁平衡，这也是零磁通互感器及磁平衡霍尔电流传感器名称的来由。

3、闭环式霍尔电流传感器与开环式霍尔电流传感器的主要区别

A、带宽区别

微观上讲，气隙处的磁场始终在零磁通附近变化，由于磁场变化幅度非常小，变化幅度小，变化的频率可以更快，因此，闭环式霍尔电流传感器具有很快的响应时间。实际的闭环式霍尔电流传感器带宽通常可以达到100kHz以上。而开环式霍尔电流传感器的带宽通常较窄，如：LEM公司的HAZ系列开环式霍尔电流传感器的带宽在3kHz左右。

B、精度区别

开环式霍尔电流传感器副边输出与磁芯气隙处的磁感应强度成正比，而磁芯由高导磁材料制作而成，非线性和磁滞效应是所有高导磁材料的固有特点，因此，开环式霍尔电流传感器一般线性度角差，且原边信号在上升和下降过程中副边输出会有不同。开环式霍尔电流传感器精度通常劣于1%。

闭环式霍尔电流传感器由于工作在零磁通状态，磁芯的非线性及磁滞效应不对输出造成影响，可以获得较好的线性度和较高的精度。闭环式霍尔电流传感器精度一般可达0.2%。

参考资料：

工控网-电流传感器

霍尔电流传感器原理介绍

1、插头线数量的区别

霍尔传感器外接插头线有三根，其中两根为电源线，一根为信号线；磁电式传感器外接插头线有两根都为信号线。

2、划分的区别：

霍尔传感器为“有源”传感器，需要有电源外部供电；磁电式传感器为“无源”传感器，无需电源外部供电。

3、工作原理的区别：

磁电传感器是利用电磁感应原理，将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器，不需要辅助电源，就能把被测对象的机械能转换成易于测量的电信号；

霍尔传感器是利用霍尔效应原理，洛仑兹力的作用下，偏置电流I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移，使该片在CD方向上产生电位差，产生霍尔电压，需要辅助电源才能正常工作。

扩展资料：

设计原则

磁电感应式传感器有两个基本元件组成:一个是产生恒定直流磁场的磁路系统，为了减小传感器体积，一般采用永久磁铁;另一个是线圈，由它与磁场中的磁通交链产生感应电动势。

感应电动势与磁通变化率或者线圈与磁场相对运动速度成正比，因此必须使它们之间有一个相对运动。作为运动部件，可以是线圈，也可以是永久磁铁。所以，必须合理地选择它们的结构形式、材料和结构尺寸.以满足传感器的基本性能要求。

对于惯性式传感器，具体计算时，一般是先根据使用场合、使用对象确定结构形式和体积大小（即轮廓尺寸），然后根据结构大小初步确定磁路系统，计算磁路以便决定磁感应强度B。这样，由技术指标给定的灵敏度S值以及确定的B值，由S=e/v=BιN即可求得线圈的匝数N。因为在确定磁路系统时，气隙的尺寸已经确定了，线圈的尺寸也已确定，亦即ι已经确定。

百度百科-磁电式传感器

百度百科-霍尔传感器

百度百科——有源传感器

百度百科—无源传感器

霍尔传感器的作用霍尔传感器的特点

今天小编来为大家介绍以下霍尔电流传感器的原理，在此之前，一定有大部分人对霍尔电流传感器的工作原理有一定的了解，但是这部分人肯定是只知其一不知其二。小编精心为大家摘取了加上小编自己的理解，为大家整理好了今天这篇文章，希望对大家的理解有所帮助。先给大家说一下霍尔器件的知识，霍尔器件是采用半导体材料做成的磁电转换器件!一起来看看详细介绍吧!

霍尔电流传感器

霍尔电流传感器基于磁平衡式霍尔原理，根据霍尔效应原理，从霍尔元件的控制电流端通入电流Ic，并在霍尔?元件平面的法线方向上施加磁场?强度为B的磁场，那么在垂直于?电流和磁场方向(即霍尔输出端?之间)，将产生一个电势VH，称?其为霍尔电势，其大小正比于控?制电流I。与磁场强度B的乘积。?即有式中:K为霍尔系数，由霍尔元件的材料决定;I。为控制电流;B为磁场强度;?VH为霍尔电势。

霍尔电流传感器示意图：

基本原理

霍尔器件是一种采用半导体材料制成的磁电转换器件。如果在输入端通入控制电流IC，当有一磁场B穿过该器件感磁面，则在输出端出现霍尔电势VH。

霍尔电势VH的大小与控制电流IC和磁通密度B的乘积成正比，即:VH=KHICBsinΘ

霍尔电流传感器是按照安培定律原理做成，即在载流导体周围产生一正比于该电流的磁场，而霍尔器件则用来测量这一磁场。因此，使电流的非接触测量成为可能。

通过测量霍尔电势的大小间接测量载流导体电流的大小。因此，电流传感器经过了电-磁-电的绝缘隔离转换。

霍尔电流传感器示意图：

检测原理

由于磁路与霍尔器件的输出具有良好的线性关系，因此霍尔器件输出的电压讯号U0可以间接反映出被测电流I1的大小，即:I1∝B1∝U0

我们把U0定标为当被测电流I1为额定值时，U0等于50mV或100mV。这就制成霍尔直接检测(无放大)电流传感器。

补偿原理

原边主回路有一被测电流I1，将产生磁通Φ1，被副边补偿线圈通过的电流I2所产生的磁通Φ2进行补偿后保持磁平衡状态，霍尔器件则始终处于检测零磁通的作用。所以称为霍尔磁补偿电流传感器。这种先进的原理模式优于直检原理模式，突出的优点是响应时间快和测量精度高，特别适用于弱小电流的检测。

知道:Φ1=Φ2

I1N1=I2N2

I2=NI/N2·I1

霍尔效应原理图：

当补偿电流I2流过测量电阻RM时，在RM两端转换成电压。做为传感器测量电压U0即:U0=I2RM

按照霍尔磁补偿原理制成了额定输入从~系列规格的电流传感器。

由于磁补偿式电流传感器必须在磁环上绕成千上万匝的补偿线圈，因而成本增加;其次，工作电流消耗也相应增加;但它却具有直检式不可比拟的较高精度和快速响应等优点。

霍尔效应原理图：

结语：小编现在给大家补充一下霍尔效应。霍尔效应被发现于1879年，当然发现者就是霍尔本人了。霍尔效应被广泛应用在现代的应用技术当中，比如说汽车电路上的电路开关、汽车各部件的检测、汽车内部的点火系统等等；今年来我国的清华大学和其他知名大学联合发现了反霍尔效应，这是中国从试验中独立观测到的物理现象，同时也是物理学领域的重要发现！

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霍尔传感器型号简介

霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。下面小编为大家介绍霍尔传感器的作用及霍尔传感器的特点。

霍尔传感器的作用

1、位移测量

可用来位移测量，把线性型的霍尔传感器放在两块相对放着的同极性永久磁铁中间，此时这个点可视为位移零点，磁感强度便为零。当传感器在Z轴上向△Z位移的时候这时传感器会有电压输出，此时的位移大小和电压大小是成正比例的。

2、力测量

若将压力和拉力之类的参数当做位移时，我们可以测出压力和拉力的大小，并且可按照此原理来制作力传感器。

3、角速度测量

一般非磁性材质的圆盘的周边上会黏一块磁钢，当霍尔传感器接近圆盘周边的时候，圆盘会旋转一周，并且霍尔传感器会同时输出一个脉冲，利用这个原理可测出旋转的圈数，如果在这之中插入频率计便可以测出旋转的速度。

霍尔传感器分类

1、线性霍尔传感器

线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。

2、开关型霍尔传感器

开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。手机中使用的霍尔传感器是微功耗开关型霍尔传感器。

霍尔传感器的特点

1、霍尔传感器可以测量任意波形的电流和电压，如：直流、交流、脉冲波形等，甚至对瞬态峰值的测量。副边电流忠实地反应原边电流的波形。而普通互感器则是无法与其比拟的，它一般只适用于测量50Hz正弦波。

2、原边电路与副边电路之间完全电绝缘，绝缘电压一般为2KV至12KV，特殊要求可达20KV至50KV。

3、精度高：在工作温度区内精度优于1%，该精度适合于任何波形的测量。而普通互感器一般精度为3%至5%且适合50Hz正弦波形。

4、线性度好：优于0.1%

5、动态性能好：响应时间小于1μs跟踪速度di/dt高于50A/μs

6、霍尔传感器模块这种优异的动态性能为提高现代控制系统的性能提供了关键的基础。与此相比普通的互感器响应时间为10-12ms，它已不能适应工作控制系统发展的需要。

7、工作频带宽：在0-100kHz频率范围内精度为1％。在0－5kHz频率范围内精度为0.5%。

8、测量范围：霍尔传感器模块为系统产品，电流测量可达50KA，电压测量可达6400V。

9、过载能力强：当原边电流超负荷，模块达到饱和，可自动保护，即使过载电流是额定值的20倍时，模块也不会损坏。

10、模块尺寸小，重量轻，易于安装，它在系统中不会带来任何损失。

11、模块的初级与次级之间的“电容”是很弱的，在很多应用中，共模电压的各种影响通常可以忽略，当达到几千伏/μs的高压变化时，模块有自身屏蔽作用X光机维修。

12、模块的高灵敏度，使之能够区分在“高分量”上的弱信号，例如：在几百安的直流分量上区分出几毫安的交流分量。

13、可靠性高：失效率：λ=0.43_10-6/小时

14、抗外磁场干扰能力强：在距模块5-10cm处有一个两倍于工作电流（2Ip）的电流所产生的磁场干扰而引起的误差小于0.5%，这对大多数应用，抗外磁场干扰是足够的，但对很强磁场的干扰要采取适当的措施。

霍尔传感器原理霍尔传感器特点

近几年来，电子电器事业蓬勃发展，为了适应其电子事业的发展，霍尔传感器应运而生，那么今天小编就为大家介绍几款霍尔传感器的型号，以供大家在生活中的选用与购买。

一、什么是霍尔传感器：

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应起初只是是磁电效应这一种。后来经过研究发现半导体和导电流体等也会产生这种效应，而且半导体的霍尔效应要比普通的金属好的多，所以研究者们就利用这类现象制成的各种霍尔元件，被人们广泛地应用于现代化工业的自动化技术、信息处理及检测技术等重要的方面。

一、霍尔传感器的型号：

A:开关量型号传感器：

1、SS443A霍尔传感器：其名称为开关量单极霍尔，其产品的具体参数：Bipolar工艺，有反相电压保护，动作/释放点（Bop/Brp):215-80G(典型值），供电电压（Vs）:3.8-30Vcd，工作温度范围（Working?Temp):-40～150℃，输出类型(Output):集电极开路电压输出。

2、SS441A霍尔传感器：其名称开关量单极霍尔，其产品的具体参数：Bipolar工艺，有反相电压保护，动作/释放点（Bop/Brp):115-20G(典型值），供电电压（Vs）:3.8-30Vcd，工作温度范围（Working?Temp):-40～150℃，输出类型(Output):集电极开路电压输出。

3、SS513AT霍尔传感器：其名称开关量双极霍尔，其具体参数：Bipolar工艺，有反相电压保护，动作/释放（Bop/Brp):+/-50G(典型值），供电电压（Vs）:3.8-30Vcd，工作温度范围（Working?Temp):-40～150℃，输出类型(Output):集电极开路电压输出。

4、SS41霍尔传感器：其名称开关量双极霍尔，Bipolar工艺，有反相电压保护，?动作/释放点（Bop/Brp):+/-60G(典型值），供电电压（Vs）:3.8-30Vcd，工作温度范围（Working?Temp):-40～125℃，输出类型(Output):集电极开路电压输出。

B、线性霍尔传感器：

1、SS495A霍尔传感器：其名称线性霍尔，其产品的具体参数：供电电压（Vs）:4.5-10.5Vcd，灵敏度（Sensitivity):3.125mV/Gs，工作温度范围（Working?Temp):-40～150℃，输出电压(Output?Voltage):0.4-4.5V。

2、SS49E霍尔传感器：其名称线性霍尔，其产品的具体参数：供电电压（Vs）:2.7-6.5Vcd，工作温度范围（Working?Temp):-40～150℃，输出类型(Output):电压输出，线性度（Linearity):0.7%（典型值)。

以上是小编为大家介绍的市场上比较常见的霍尔传感器，其根据用途小编将其分为两类，分别用于不同的地方，而具体的购买需求，大家要根据每种型号的特定参数而定，希望对广大消费者有所帮助。

简述霍尔式转速传感器的工作原理

霍尔传感器，是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，主要用于力测量，具有精度高、线性度好等多种特点，现已在工业自动化技术、检测技术、信息处理等方面有着极广泛的应用。接下来小编为大家介绍霍尔传感器原理及霍尔传感器特点。

霍尔传感器原理

霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低，霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就能使该电压放大到足以输出较强的信号。若使霍尔集成电路起传感作用，需要用机械的方法来改变磁感应强度。下图所示的方法是用一个转动的叶轮作为控制磁通量的开关，当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时，磁场偏离集成片，霍尔电压消失。这样，霍尔集成电路的输出电压的变化，就能表示出叶轮驱动轴的某一位置，利用这一工作原理，可将霍尔集成电路片用作用点火正时传感器。霍尔效应传感器属于被动型传感器，它要有外加电源才能工作，这一特点使它能检测转速低的运转情况。

霍尔传感器特点

2、原边电路与副边电路之间完全电绝缘，绝缘电压一般为2KV至12KV，特殊要求可达20KV至50KV。

3、精度高：在工作温度区内精度优于1%，该精度适合于任何波形的测量。而普通互感器一般精度为3%至5%且适合50Hz正弦波形。

4、线性度好：优于0.1%

5、动态性能好：响应时间小于1μs跟踪速度di/dt高于50A/μs

7、工作频带宽：在0-100kHz频率范围内精度为1％。在0－5kHz频率范围内精度为0.5%。

8、测量范围：霍尔传感器模块为系统产品，电流测量可达50KA，电压测量可达6400V。

9、过载能力强：当原边电流超负荷，模块达到饱和，可自动保护，即使过载电流是额定值的20倍时，模块也不会损坏。

10、模块尺寸小，重量轻，易于安装，它在系统中不会带来任何损失。

12、模块的高灵敏度，使之能够区分在“高分量”上的弱信号，例如：在几百安的直流分量上区分出几毫安的交流分量。

13、可靠性高：失效率：λ=0.43_10-6/小时

霍尔传感器的分类

第一类是直接将霍尔电势做适当放大处理以后提供给检测仪器或控制设备，就是所谓的直接检测式霍尔电流传感器。这种传感器耐压等级高，成本低，性能稳定，但精度受温度变化影响大，动态响应特性很不理想。我公司采用电路补偿，圆满解决以上问题。

第二类是磁场平衡式霍尔传感器，它采用了单或双霍尔元件，并工作在零磁通状态，且有以下特点：①测量范围宽，可测量各种电流，如直流、交流、脉冲电流等。②电气隔离性能好。③测量精度高，线性度好。④抗外界电磁和温度等因素的干扰能力强。⑤电流上升率大，响应速度快。⑥过载能力强。⑦体积小，重量轻，安装简单、方便。目前的产品中以磁场平衡式霍尔传感器为主。

工作原理：

1、使霍尔集成电路起传感作用，需要用机械的方法来改变磁感应强度。

用一个转动的叶轮作为控制磁通量的开关，当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时，磁场偏离集成片，霍尔电压消失。

2、因为霍尔集成电路的输出电压的变化，就能表示出叶轮驱动轴的某一位置，将霍尔集成电路片用作用点火正时传感器。

霍尔效应传感器属于被动型传感器，要有外加电源才能工作，这一特点能检测转速低的运转情况。

扩展资料：

霍尔传感器使用注意事项：

1、霍尔传感器必须根据被测电流的额定有效值适当选用不同的规格的产品。

被测电流长时间超额，会损坏末极功放管，一般情况下，2倍的过载电流持续时间不得超过1分钟。

2、霍尔传感器必须按产品说明在原边串入一个限流电阻R1，以使原边得到额定电流，在一般情况下，2倍的过压持续时间不得超过1分钟。

3、传感器的磁饱和点和电路饱和点，使其有很强的过载能力，但过载能力是有时间限制的，试验过载能力时，2倍以上的过载电流不得超过1分钟

4、传感器抗外磁场能力为：距离传感器5～10cm一个超过传感器原边电流值2倍的电流，所产生的磁场干扰可以抵抗。