什么是霍爾效應？霍爾效應傳感器是如何工作的

在本教程中，我們將學習什么是霍爾效應以及霍爾效應傳感器是如何工作的。您可以觀看以下視頻或閱讀下面的書面教程。

概述

霍爾效應是測量磁場最常用的方法，而霍爾效應傳感器在當代有著廣泛的應用。例如，它們可以作為車輪轉速傳感器以及曲軸或凸輪軸位置傳感器在車輛中找到。此外，它們還經常被用作開關、MEMS羅盤、接近傳感器等。我們先來解釋一下霍爾效應。

什么是霍爾效應？

這是一個解釋霍爾效應的實驗：如果我們有一個薄的導電板，如圖所示，我們設置電流流過它，電荷載流子將沿著一條直線從極板的一側流向另一側。

現在，如果我們在板塊附近帶一些磁場，我們會因為一種叫做洛倫茲力的力而干擾電荷載流子的直線流動(). 在這種情況下，電子會偏向極板的一側，而正空穴則偏向極板的另一側。這意味著，如果我們現在在另兩個側面之間放置一個電表，我們將得到一些可以測量的電壓。

所以，正如我們上面所解釋的，獲得一個可測量電壓的效果，被稱為霍爾效應，這個效應是1879年埃德溫·霍爾發現的。

霍爾效應傳感器

霍爾效應磁傳感器的基本霍爾元件大多提供非常小的電壓，每高斯只有幾微伏，因此，這些器件通常是用內置的高增益放大器制造的。

有兩種霍爾效應傳感器，一種提供模擬輸出，另一種提供數字輸出。模擬傳感器由電壓調節器、霍爾元件和放大器組成。從電路圖可以看出，傳感器的輸出是模擬的，并且與霍爾元件的輸出或磁場強度成正比。由于其連續線性輸出，這些類型的傳感器適用于測量接近度。

另一方面，數字輸出傳感器只提供兩種輸出狀態，即"開"或"關"。這些類型的傳感器有一個附加元件，如電路圖所示。這是施密特觸發器，它提供滯后或兩個不同的閾值水平，所以輸出要么高要么低。更多細節，你可以查看我的特別教程。這種傳感器的一個例子是霍爾效應開關。它們通常用作限位開關，例如在3D打印機和CNC機器中，以及在工業自動化系統中用于檢測和定位。

霍爾效應傳感器的其他當代應用是測量車輪/RPM以及確定曲軸或凸輪軸在發動機系統中的位置。這些傳感器由一個霍爾元件和一個永久磁鐵組成，它們被放置在旋轉軸上的齒盤附近。

傳感器和輪齒之間的間隙非常小，因此每次輪齒經過傳感器附近時，它都會改變周圍的磁場，從而導致傳感器的輸出變高或變低。因此，該傳感器的輸出是一個方波信號，可以方便地用來計算旋轉軸的轉速。