霍爾傳感器是一個汽車上經(jīng)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(shù),霍爾傳感器的原理是在向?qū)w施加垂直磁場時,在載流導(dǎo)體(通常稱為霍爾元件)中會產(chǎn)生差分電壓。電壓是由施加的磁場引起的洛倫茲力的結(jié)果,其導(dǎo)致電流電子集中在導(dǎo)體的一端,并在兩端之間產(chǎn)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(yīng)傳感器由一塊薄的矩形p型半導(dǎo)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(xù)的電流。當器件放置在磁場中時,磁通線在半導(dǎo)體材料上施加力,該力使電荷載流子,電子和空穴偏轉(zhuǎn)到半導(dǎo)體板的任一側(cè)。電荷載流子的這種運動是它們經(jīng)過半導(dǎo)體材料所經(jīng)受的磁力的結(jié)果。當這些電子和空穴移動側(cè)邊時,通過這些電荷載流子的積累在半導(dǎo)體材料的兩側(cè)之間產(chǎn)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(guān)型和鎖鍵型。
開關(guān)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?yōu)榈碗娖綘顟B(tài),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(fā)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?yōu)楦唠娖綘顟B(tài),即使變成了N極,霍爾傳感器的輸出狀態(tài)依然是高電平狀態(tài),所以說即使是反向磁極也不會改變霍爾傳感器的狀態(tài)。
開關(guān)型可用于計算汽車或機器轉(zhuǎn)速、ABS系統(tǒng)中的速度傳感器、汽車速度表和里程表、機車的自動門開關(guān)、無刷直流電動機、汽車點火系統(tǒng)、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(cè),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(tài)變?yōu)榈碗娖?,要想使霍?a target="_blank">信號輸出狀態(tài)變?yōu)楦唠娖?,必須施加反向的磁場,且磁場的強度B的數(shù)值應(yīng)該大于Brp,否則就會保持在原來的輸出狀態(tài)。
所以,其參數(shù)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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