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　　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(qiáng)弱的重要參數(shù)，只要測(cè)出 VH（伏）以及知道IIs（安）、B（高斯）和d（厘 米）可按下式計(jì)算RH（厘米3/庫侖）

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　　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。

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　?。ㄒ唬╅_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(jí)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。

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　?。ǘ┚€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。

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　　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(cè)量。。

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　　開關(guān)型

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　　如圖4所示，其中Bnp為工作點(diǎn)“開”的磁感應(yīng)強(qiáng)度，BRP為釋放點(diǎn)“關(guān)”的磁感應(yīng)強(qiáng)度。當(dāng)外加的磁感應(yīng)強(qiáng)度超過動(dòng)作點(diǎn)Bnp時(shí)，傳感器輸出低電平，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度降到動(dòng)作點(diǎn)Bnp以下時(shí)，傳感器輸出電平不變，一直要降到釋放點(diǎn)BRP時(shí)，傳感器才由低電平躍變?yōu)楦唠娖?。Bnp與BRP之間的滯后使開關(guān)動(dòng)作更為可靠。

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　　鎖鍵型

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　　如圖5所示，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度超過動(dòng)作點(diǎn)Bnp時(shí)，傳感器輸出由高電平躍變?yōu)榈碗娖?，而在外磁?chǎng)撤消后，其輸出狀態(tài)保持不變（即鎖存狀態(tài)），必須施加反向磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到BRP時(shí)，才能使電平產(chǎn)生變化。

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　　線性型

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　　輸出電壓與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度呈線性關(guān)系，如圖3所示，可見，在B1～B2的磁感應(yīng)強(qiáng)度范圍內(nèi)有較好的線性度，磁感應(yīng)強(qiáng)度超出此范圍時(shí)則呈現(xiàn)飽和狀態(tài)。

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　　開環(huán)式電流傳感器

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　　由于通電螺線管內(nèi)部存在磁場(chǎng)，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(cè)量出磁場(chǎng)，從而確定導(dǎo)線中電流的大小。利用這一原理可以設(shè)計(jì)制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點(diǎn)是不與被測(cè)電路發(fā)生電接觸，不影響被測(cè)電路，不消耗被測(cè)電源的功率，特別適合于大電流傳感。

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　　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(gè)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(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，則霍爾傳感器有信號(hào)輸出。

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　　閉環(huán)式電流傳感器

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　　磁平衡式電流傳感器也叫霍爾閉環(huán)電流傳感器，也稱補(bǔ)償式傳感器，即主回路被測(cè)電流Ip在聚磁環(huán)處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過一個(gè)次級(jí)線圈，電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償， 從而使霍爾器件處于檢測(cè)零磁通的工作狀態(tài)。

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　　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(shí)，在導(dǎo)線上產(chǎn)生的磁場(chǎng)被聚磁環(huán)聚集并感應(yīng)到霍爾器件上， 所產(chǎn)生的信號(hào)輸出用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的功率管并使其導(dǎo)通，從而獲得一個(gè)補(bǔ)償電流Is。 這一電流再通過多匝繞組產(chǎn)生磁場(chǎng) ，該磁場(chǎng)與被測(cè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)正好相反，因而補(bǔ)償了原來的磁場(chǎng)， 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(chǎng)相等時(shí)，Is不再增加，這時(shí)的霍爾器件起指示零磁通的作用 ，此時(shí)可以通過Is來平衡。被測(cè)電流的任何變化都會(huì)破壞這一平衡。 一旦磁場(chǎng)失去平衡，霍爾器件就有信號(hào)輸出。經(jīng)功率放大后，立即就有相應(yīng)的電流流過次級(jí)繞組以對(duì)失衡的磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償。從磁場(chǎng)失衡到再次平衡，所需的時(shí)間理論上不到1μs，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過程。

　　這三種傳感器中，模擬霍爾和霍爾磁力傳感器的S引腳輸出的是模擬值，線性霍爾的A0引腳輸出的是模擬值，D0引腳輸出的是開關(guān)量。

　　采用下面的代碼分別對(duì)這三種傳感器的模擬值引腳輸出進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

　　const int buttonPin = A0;

　　int inputValue = 0;

　　void setup（） {

　　pinMode（buttonPin， INPUT）;

　　digitalWrite（buttonPin，LOW）;

　　Serial.begin（9600）;

　　}

　　void loop（） {

　　inputValue = analogRead（buttonPin）;

　　Serial.println（inputValue）;

　　}

　　將輸出值放到matlab中創(chuàng)建圖形，圖形分別如下：

　　模擬霍爾傳感器的模擬引腳輸出圖形如下，這是用手拿著磁鐵從遠(yuǎn)及近靠近傳感器產(chǎn)生的模擬值圖形，曲線最低處是磁鐵與傳感器距離最近時(shí)的輸出。

　　

　　霍爾磁力傳感器的模擬引腳輸出圖形如下，這是用手拿著磁鐵多次從遠(yuǎn)及近靠近傳感器產(chǎn)生的模擬值圖形，曲線最低處是磁鐵與傳感器距離最近時(shí)的輸出。

　　

　　線性霍爾傳感器的模擬引腳輸出圖形如下，這是用手拿著磁鐵多次從遠(yuǎn)及近靠近傳感器產(chǎn)生的模擬值圖形，曲線最低處是磁鐵與傳感器距離最近時(shí)的輸出。

　　

　　由于線性霍爾傳感器和霍爾磁力傳感器上自帶有測(cè)試LED（線性霍爾傳感器上帶綠色LED，霍爾磁力傳感器上帶紅色LED），當(dāng)傳感器接近磁鐵時(shí)，測(cè)試LED燈會(huì)自動(dòng)變亮，所以就沒有寫另外的測(cè)試程序了（如果要寫的話，就是檢測(cè)傳感器模擬引腳值，當(dāng)小于某一值時(shí)點(diǎn)亮LED燈）。只是做了一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試視頻，視頻如下：

　　PS：模擬霍爾傳感器正面接觸磁鐵時(shí)，模擬引腳輸出值最低（下左圖），反面接觸時(shí)最高（下右圖），另外兩類傳感器與模擬霍爾傳感器正好相反。