Hall傳感器的原理、應用及分類

今天和大家分享關(guān)于霍爾傳感器（英文 hall sensor）的知識，當前的電機控制一般都要求閉環(huán)反饋，因此測量元件hall傳感器便成為大家普遍使用的一款芯片。

1 Hall傳感器的原理和應用：

Hall傳感器是一種基于霍爾效應的傳感器，它可以檢測磁場的存在和強度。它通常由霍爾元件、放大器和輸出電路組成。Hall傳感器的應用非常廣泛，Hall傳感器在工業(yè)、汽車、電子和醫(yī)療等領(lǐng)域都有重要的應用，它們可以提供準確、可靠的磁場檢測和測量功能。常見應用場景如下：

1.位置檢測和速度測量：Hall傳感器可以用于檢測物體的位置，例如在汽車中用于測量轉(zhuǎn)向角度或車速。另外Hall傳感器可以用于測量旋轉(zhuǎn)物體的速度，例如在電機控制和車輛動力系統(tǒng)中,測量電機轉(zhuǎn)動的角度和位置，反饋給處理器，可以有效監(jiān)測電機的運動狀態(tài)。

2.接近開關(guān)：Hall傳感器可以用作接近開關(guān)，當有物體靠近或離開傳感器時，它可以檢測到并觸發(fā)相應的操作，對設(shè)備進行進一步操作，或者避免碰撞。

3.電流測量：Hall傳感器可以測量通過導線的電流，這在電力系統(tǒng)和電子設(shè)備中非常有用，而hall傳感器的隔離作用也避免了在電流采集過程中信號的相互干擾，例如很多單片機使用MCU端口的ADC采集，而ADC作為模擬采集信號，非常容易受到干擾，因此使用hall器件可以達到隔離的目的。

4.磁場測量：Hall傳感器可以用于測量磁場的強度和方向，這在地磁測量、磁力計和磁共振成像等領(lǐng)域中得到應用，hall傳感器抗干擾能力強，價格也在不斷降低，尤其是國產(chǎn)化芯片的浪潮下，應用越來越廣泛。

2 Hall傳感器的分類：

Hall傳感器的兩種常見類型是電壓型和電流型Hall傳感器，它們在工作原理和輸出信號上有所不同。

（1）電壓型Hall傳感器：?電壓型Hall傳感器輸出電壓信號，其原理是基于霍爾元件受到外部磁場作用時，霍爾元件內(nèi)部會產(chǎn)生一定的電勢差(霍爾電壓)。這個電勢差被放大并輸出為電壓信號。電壓型Hall傳感器通常需要額外的電源供電，輸出電壓與外部磁場的強度和方向相關(guān)。

下面是某電壓型Hall傳感器的輸出波形：

常見的電壓型hall傳感器有DRV5015,DRV5057等芯片，體積小，靈敏度高。

（2）電流型Hall傳感器：?電流型Hall傳感器輸出電流信號，其原理是霍爾元件受到外部磁場作用時，霍爾元件內(nèi)部會產(chǎn)生一個橫向的霍爾電流。通過測量產(chǎn)生的霍爾電流，可以得出外部磁場的強度和方向。

常見的電流型hall傳感器有ACS714,ACS725等。

在電路設(shè)計中選擇電壓型或電流型Hall傳感器時，具體的應用還是要看自己的設(shè)計要求和成本綜合考慮，電壓型傳感器適用于對磁場強度要求較高，而對信號幅度變化較敏感的應用；而電流型傳感器適用于對磁場強度變化相對較小，對信號衰減較不敏感的應用，在一些應用中電流型hall還要進一步轉(zhuǎn)化為電壓信號給MCU的AD端口采集。