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霍尔传感器的输出原理
矽睿半导老谢 | 2024-12-10 15:52:16    阅读:10   发布文章

霍尔传感器按输出形式不同可分为数字信号模拟信号

数字信号:一般在运算放大器后级增加一个施密特触发器(作用对电压进行整型)和三极管来控制“开关”或“接通”状态,信号输出脉冲信号,主要用于测转数、转速、风速、流速、接近开关、自动控制电路等,类似的如开关型霍尔传感器

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开关型霍尔根据输入信号和输出关系的不同可以分为:单极性霍尔双极性霍尔,下面以一个简单电路图来说明,包含发光二极管电源电阻和开关。

单极性霍尔的开关特性通常是磁场的指定磁极N或S (正磁或负磁)和传感器的正反面要一一对应,否则可能会没有输出

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双极性霍尔和单极霍尔感应方式类似,区别在于当磁极离开后,霍尔输出信号不发生改变,直到另一个磁极感应,具有锁定作用。

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模拟信号:提供连续的电压输出,其随着强磁场而增加,并且随着弱磁场而减小。如线性霍尔传感器,随着磁场强度的增加,放大器的输出信号也会增加,直到它开始饱和电源施加的限制。任何额外的磁场增加都不会对输出产生影响,但会使其更加饱,主要用于检测物体的位移。

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如下图位移传感器示意图,两块永久磁铁同极性相对放置,将线性型霍尔传感器置于中间,其磁感应强度为零,这个点可作为位移的零点,当霍尔传感器在Z轴上作△Z位移时,传感器有一个电压输出,电压大小与位移大小成正比。

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最后来简单说下霍尔传感器是怎么来测试电机转速的。如下图所示,霍尔传感器置于转子内侧,电机旋转时,绕组因为有电流变成磁体,其实就相当于磁体反复靠近和远离霍尔传感器,电路获取信息ECU就可以计算出电机转速了(另外有兴趣可以了解下直驱电机寻相为什么要用到霍尔元件)。常用于测电机转速的霍尔传感器有SiliconWisdom矽睿半导体SWU210NS/SWG211NS/SWU332NS/SWG335NS等型号。

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类似的设计在汽车中很多,如ABS霍尔式轮速传感器根据脉冲信号的分布可以测出车辆的运动速度。常用于测汽车测速的霍尔传感器有SiliconWisdom矽睿半导体的SWG501NS/SWU502NS/SWG505NS/SWG513NS/SWB514NS等型号。

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