针对霍尔传感器的5大误区详细解读

Release time：2022-05-11
author：Ameya360
source：网络
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　　霍尔效应传感器通常用于汽车和工业系统，用于接近检测、线性位移检测和旋转编码器等应用。目前，现代应用对系统性能的高要求，需要IC制造商推出高灵敏度精度、集成更多功能、扩展可用的传感方向并降低其功耗——这有助于将霍尔效应传感器的使用范围扩大到未来几十年。

　　本文Ameya360电子元器件采购网讨论了有关霍尔效应传感器以及实际应用的各种常见误解。

　　误区 1：霍尔效应传感器仅提供简单的开关信息

　　许多机电设计需要使用传感器检测物体，该传感器提供一个简单的逻辑信号来指示其存在或不存在。一个示例是打开和关闭笔记本电脑盖子时，霍尔传感器可以感知并决定何时打开或关闭电源。另一个例子是门窗传感器中的入侵事件。这些应用通常使用一个简单的霍尔效应开关，一旦超过内部磁阈值，该开关就会切换其输出电压。虽然这些霍尔效应开关很有用，但它们并不是唯一可用的霍尔效应传感器类型——锁存器和线性器件也很常见。与开关相比，主要用于旋转编码的锁存器仅在存在与其先前经历的相反磁极性时才会切换其输出。对于精确的位移测量，则需要线性霍尔效应传感器，因为它们可以以高分辨率定义物体相对于传感器的位置——提供的信息远不止开关信息。图 1 说明了每种传感器的传递函数。

针对霍尔传感器的5大误区详细解读

　　误区2：霍尔效应传感器无法实现低功耗解决方案

　　虽然某些霍尔效应传感器确实会消耗个位数毫安范围内的电流，因此不适合电池供电的应用，但也有其他霍尔效应开关支持低采样率（5 Hz 或更低）并将平均电流降低至小于1 ?A。这些设备在高功率活动测量状态和超低功率睡眠状态之间循环，以实现低功耗。由于活动状态 (tactive) 持续时间比睡眠间隔 (ts) 短得多，因此总平均电流消耗非常低（参见图 2）。

针对霍尔传感器的5大误区详细解读

　　误区3：霍尔效应传感器的工作范围非常有限

　　还有一些人认为霍尔效应传感器没有很好的实际使用范围，因为磁场随距离呈指数衰减。然而，具有高灵敏度的霍尔效应传感器可以从很远的距离检测到有用的磁场。以 DRV5032 为例。表 1 显示了使用小型低成本铁氧体磁铁（12 mm x 12 mm x 6 mm）提供的所有器件变体的正面感应距离。灵敏度最低的 DRV5032ZE 可以检测到 4.0 mm 到 7.5 mm 的磁铁，而 DRV5032FA 的检测范围在 18.7 mm 到 44.6 mm 之间。如果使用更坚固、尺寸相同的 52 级 NdFeB 磁体，该检测距离将增加到近 3 英寸。

　　误区 4：霍尔效应传感器至少需要三根线

　　市场上绝大多数霍尔效应传感器只有三个引脚——VCC（电源）、输出和 GND（接地）——因此一般认为必须将三根线连接到传感器。如图 3a 所示，一个漏极开路、电压输出、三针霍尔效应开关仅用两根电线就可以实现远程连接。当感应到磁场时，器件会通过 GND 引脚产生电流输出。如果未检测到磁场，则器件的输出将不会产生任何电流，进而不会通过 GND 引脚产生输出电流。请注意，确定电阻器的逻辑状态需要一个模数转换器（可以集成到微控制器中）和一个外部电阻器。但是这样会受到干扰产生无效的电压电平。

　　确保可靠的数据传输需要电流输出，来减少或消除信号失真。TMAG5124 是一种双引脚解决方案，仅需电源电压和接地即可运行。图 3b 显示了如何通过使用 GND 引脚来传输低电平或高电平电流（均在毫安范围内）。

针对霍尔传感器的5大误区详细解读

　　误区 5：使用霍尔效应传感器时，磁铁放置不灵活。

　　磁铁相对于传感器的位置取决于许多因素——一些是系统级因素，而另一些是传感器本身固有的。决定磁体放置的外部系统因素主要是磁体尺寸、磁体材料类型和工作温度范围。磁铁越大，产生的磁场就越大。在最常用的磁铁中，钕铁硼 (NdFeB) 磁铁产生最强的磁场，因此它们的尺寸通常较小。在选择磁铁时散热也很重要，因为它通常会降低产生的磁场。

　　影响传感器特定磁体放置的主要因素是灵敏度水平、传感方向（平面内与平面外）、封装产品、板载传感器数量和可配置性。灵敏度更高的霍尔效应传感器可以检测到更远的磁铁。大多数霍尔效应开关和锁存器检测垂直于封装表面的磁场，但有些可以检测封装的水平方向。 TMAG5123 就是一个很好的例子，当垂直放置不方便时，水平放置设计就提供了更大的机械灵活性。另一个例子是使用能够监控多轴的二维双通道锁存器；几乎可以将它们放置在与磁铁相关的任何位置。

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线性霍尔传感器工作原理及特点应用
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线性霍尔传感器工作原理及特点应用

　　线性霍尔传感器是一种常见的非接触式传感器，利用霍尔效应测量磁场，广泛应用于电子半导体行业。以下将介绍其工作原理、特点和应用。　　工作原理　　线性霍尔传感器基于霍尔效应工作。当导体通过载流时，垂直于导体表面产生一股浓度均匀的磁场。当导体内部发生电子运动时(即电流流动时)，将会受到洛伦兹力的影响，使得电子在导体两侧出现不平衡积累，从而产生电压差，这就是霍尔效应。线性霍尔传感器通过测量这一电压差来检测磁场大小，实现磁场强度的定量测量。　　特点　　非接触式：不需要物理接触，避免了磨损和精度降低的问题。　　高灵敏度：对微小磁场变化有良好的响应。　　线性输出：输出与磁场信号成线性关系，易于处理和校准。　　耐用性强：寿命长，适用于恶劣环境。　　体积小巧：便于集成到各种设备中。　　应用　　线性霍尔传感器在电子半导体行业有着广泛的应用，主要包括：　　位置检测：用于测量机械零件的位置，控制执行元件的运动;　　电流测量：用于直流电机、电源系统等电气设备中，实时监测电流大小;　　速度测量：结合磁铁和霍尔传感器，可以实现转速的测量;　　悬挂装置：用于重型设备的悬挂力测量，保证安全运行。　　线性霍尔传感器作为一种重要的传感器设备，在电子半导体行业发挥着重要作用，其优越的特点和可靠性使其受到广泛青睐。
2024-11-07 10:17 reading：599
霍尔传感器在智能锁车栏上的应用
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霍尔传感器在智能锁车栏上的应用

　　       城市自行车智能锁车栏停车系统，属于公共自行车服务行业，运用于城市共享自行车综合管理、治理方面，是城市绿色出行和慢行交通体系的重要组成部分。　　共享单车在方便市民出行的同时，乱停乱放带来的城市管理问题也不断出现，城市自行车智能锁车栏停车系统能有效解决目前存在的共享自行车乱停乱放的问题和“还车难”等现象，并且可以实现多种共享自行车的统一有序管理。　　电子智能锁是城市自行车智能锁车栏停车系统的重要组成部分，不仅可以定位防盗，也是获取大数据的重要来源，它是一种物联网应用技术，也是典型的“物联网+互联网”应用，通过智能感知、识别技术与普及计算等通信感知技术，在用户与车之间进行信息交换和通信。　　城市自行车智能锁车栏停车系统中，车辆停放时状态的检测，主要是通过霍尔开关检测到车辆停放后，产生电压波形的跳变，并能够将跳边的波形传输至MCU，MCU通过比对跳变的波形信号，检测车辆的磁钢信号，来判断此车辆是否与当前锁车桩匹配，实现能够对车辆进行识别，防止车辆存放混乱。　　由此可见，霍尔传感器在城市自行车智能锁车栏中起到至关重要的作用，因智能锁车栏需要户外作业，且应用环境相对而言是比较恶劣的，因此推荐使用中科阿尔法AH452霍尔开关。　　AH452是一款耐高压高灵敏度全极霍尔开关芯片，采用双极半导体(Bipolar)工艺设计，该芯片内部由电压稳压单元、霍尔电压发生器、差分放大电路、温度补偿电路、集电极开路输出电路组成。工作形式：输入磁感应强度，输出为数字电压信号。提供TO92S直插封装，贴片SOT23-3L封装，且封装都符合RoHS标准。　　AH452灵敏度高，全极性方便磁铁安装，同时具有优越的抗应力能力，供电范围广，3.5V~40 V工作电压均可使用，非常适合锁车桩的应用。工作形式为输入磁感应强度，输出为数字电压信号。AH452芯片特征如下：　　(1)微型结构　　(2)集电极开路输出　　(3)ESD性能可达：±5kV　　(4)高灵敏度：±50/±30Gs(典型值)　　(5)宽电压范围：3.5V～40V　　(6)工作温度范围：-40℃～125℃　　典型应用电路见下图中:应用电路1，其中RL=4.7kΩ，可应用与大多数电路。应用电路2，其中RV=100Ω，CP=4.7nF，RL=4.7kΩ，CL=1nF，应用于供电线上具有干扰或辐射干扰的电路，建议在电路中串联电阻RV和两个电容CP、CL，且将电阻和电容这些元器件尽量放置在接近芯片处。　　典型应用电路1　　典型应用电路例2　　综上所述，使用霍尔开关的锁车桩装置，能够通过霍尔感应磁钢的方式，感应车辆进入锁车桩内，自动控制锁车桩上锁，极大地提高了系统的安全性和可靠性，除此之外，还能够对车辆进行可靠识别，防止车辆多存漏存，还能保持低功耗，节能减排。
2024-07-22 16:50 reading：635
霍尔传感器怎么判断好坏
行业新闻

霍尔传感器怎么判断好坏

　　霍尔传感器是一种基于霍尔效应的传感器，可以测量电流、磁场、角度等物理量。霍尔效应是指当电流通过导体时，其周围的磁场强度与电流成正比。在使用霍尔传感器时，如何测量它的好坏是非常重要的。本文AMEYA360电子元器件采购网将详细介绍如何测量霍尔传感器的好坏。　　一、霍尔传感器的测试方法　　1.磁场测试：使用磁场测试仪器可以测试霍尔传感器的灵敏度和响应时间。在测试时，将磁场测试仪器放置在霍尔传感器附近，并逐渐增加磁场的强度。测试结果应该显示出霍尔传感器的响应时间和灵敏度。　　2.电流测试：使用电流测试仪器可以测试霍尔传感器的输出电流和电压。在测试时，将电流测试仪器连接到霍尔传感器的输出端，并逐渐增加输入电流。测试结果应该显示出霍尔传感器的输出电流和电压。　　3. 温度测试：霍尔传感器的性能受温度的影响比较大，因此测试霍尔传感器的温度特性也是非常重要的。在测试时，将霍尔传感器放置在不同的温度下，并测试其输出电流和电压。　　二、霍尔传感器的好坏判断标准　　1. 灵敏度：好的霍尔传感器应该具有高灵敏度，即在磁场变化时能够快速、准确地检测到磁场的变化。　　2. 响应时间：好的霍尔传感器应该具有快速的响应时间，即在磁场变化时能够快速地输出电流或电压信号。　　3. 稳定性：好的霍尔传感器应该具有良好的稳定性，即在长时间使用中能够保持其性能不变。　　4. 温度特性：好的霍尔传感器应该具有良好的温度特性，即在不同的温度下能够保持其性能不变。　　5. 线性度：好的霍尔传感器应该具有良好的线性度，即在不同的磁场强度下能够输出线性的电流或电压信号。　　在实际应用中，选择好的霍尔传感器可以帮助提高系统的性能和可靠性。
2023-08-18 10:05 reading：2431
电子元器件基础知识：霍尔传感器的特性及应用有哪些
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电子元器件基础知识：霍尔传感器的特性及应用有哪些

　　霍尔传感器是一种基于霍尔效应原理的电子元件，它可以检测磁场的变化并将其转换为电信号输出。由于其高精度、低功耗、易于集成等特点，霍尔传感器在工业控制、汽车电子、智能家居等领域得到了广泛的应用。AMEYA360收集整理了一些资料，期望能对各位读者有比较大的参阅价值。　　一、霍尔传感器的特性　　1. 高精度：霍尔传感器可以实现高精度的磁场检测，其灵敏度可以达到0.1mT，可以检测到微小的磁场变化。　　2. 低功耗：霍尔传感器不需要外部电源，只需要通过电路中的电流来工作，因此功耗非常低，适合用于电池供电的设备。　　3. 易于集成：霍尔传感器可以与其他电子元件集成在一起，形成完整的电路系统，可以方便地实现自动化控制。　　4. 可靠性高：霍尔传感器没有机械部件，不易受到外界干扰，因此具有较高的可靠性。　　二、霍尔传感器的应用　　1. 工业控制：霍尔传感器可以用于检测电机的转速和位置，实现闭环控制，提高工业生产的效率和质量。　　2. 汽车电子：霍尔传感器可以用于检测车速、转速、油门位置等参数，为汽车电子控制系统提供准确的数据。　　3. 医疗设备：霍尔传感器可以用于医疗设备中的血流量检测、心率检测等方面，为医疗诊断和治疗提供可靠的数据支持。　　4. 智能家居：霍尔传感器可以用于智能家居中的门窗磁感应器、智能灯光等方面，实现智能化控制，提高家居生活的舒适度和便利性。
2023-08-18 10:01 reading：2979
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