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霍尔传感器原理及其应用

年级：2009级

姓名：彭春华

学号：200908063093

专业：电子信息工程

指导老师：刘刚

2012年6月

摘要

20世纪末,集成霍尔传感器技术得到了迅猛发展,各种性能的集成霍尔

传感器不断涌现,它们已在汽车、纺织、化工、通讯、电机、电信、计

算机等各个领域得到广泛的应用,特别是由集成开关型霍尔传感器制成

的无刷直流电机(霍尔电机)已经进入千家万户.广泛应用于录音机、摄

录像设备、VCD、DVD、及新型助力自行车等家用电器中.笔者将集成

开关型霍尔传感器及其计时装置应用于力学实验中,同时还可对该传感

器的特性参数进行测量.由于保留了传统的实验方法,所以使实验的内

容更具综合性,它一方面能让学生从多角度地了解和掌握一些经典的测

量手段和操作技能.另一方面由于加入了用集成开关型霍尔传感器来测

量时间或周期的新方法,使学生对这种传感器的特性及在自动测量和自

动控制中的作用有进一步的认识,从而真正领略这一必威体育精装版传感技术的风

采.传统实验与现代化技术相结合对推进素质教育,培养想象能力和创

新能力是十分有用的.而这类实验已在我校的中学物理实验研究课程

中开设,教师和学生都很有兴趣,教学效果很好。

霍尔的实验原理

当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两

端就会产生电位差，如图1所示，这种现象就称为霍尔效应。

两端具有的电位差值称

为霍尔电势U，其表达式为

I*B

U=K*其中K为霍尔系

d

数，I为薄片中通过的电流，

B为外加磁场（洛伦慈力

Lorrentz）的磁感应强度，d

图1是薄片的厚度。由此可见，霍

尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。

霍尔接近开关是用“霍尔效应”的磁感应现象来实现电子开关的开关,

工作电压范围5-24V。霍尔传感器对磁场感应特别灵敏，所以与他配合工作

的是一块小磁铁。当磁铁与它接近时。若B在一定值以上时，霍尔传感器

输出高电平，若B小于一定值时，霍尔传感器会输出低电平。利用霍尔开

关的特性，我们可以很容易实现对电路的自动控制。

霍尔接近开关既有霍尔开关元件所具有的无触点，无开关瞬态抖动，

高可靠，抗干扰能力强及抗腐蚀和长寿命等特点，又有很强的负载能力和

广泛的功能，所以在工业中得到相当广泛的使用，特别是在恶劣环境下，

它比目前使用的电感式，电容式，光电式等接近开关具有更强的抗干扰能

力。

鉴于霍尔接近开关的诸多优点，目前市面上出售的接近开关中，霍尔

式接近开关就占有了相当大的比例，它生产要求简单并广泛应用于转速，

位移，位置，速度等物理量的测量上，也基于此，国内许多大大小小的企

业公司都在生产、出售各类霍尔式接近开关，竞争的确相当厉害。

我们知道我国很多大公司近几年在霍尔接近开关上的技术发展相当迅

速，他们除在霍尔接近开关内部采用了厚膜混合