霍爾傳感器是一種檢測磁場的傳感器， 可以用來檢測磁場的存在和變化， 廣泛用在測量、 自動化控制、 交通運輸和日常生活等領(lǐng)域。

一、霍爾傳感器的實物外形

霍爾傳感器的實物外形如下圖所示。

二、霍爾傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理

1、霍爾效應(yīng)

當(dāng)一個通電導(dǎo)體置于磁場中時， 在該導(dǎo)體兩側(cè)面會產(chǎn)生電壓， 該現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。以下圖所示為霍爾傳感器的工作原理。先給導(dǎo)體通圖示方向（z軸方向） 的電流I， 然后在與電流垂直的方向（y軸方向） 施加磁場B， 那么會在導(dǎo)體兩側(cè)（x軸方向） 產(chǎn)生電壓UH， UH稱為霍爾電壓。

2、霍爾元件與霍爾傳感器

金屬導(dǎo)體具有霍爾效應(yīng)， 但其靈敏度低， 產(chǎn)生的霍爾電壓很低， 不適合作霍爾元件?；魻栐话阌砂雽?dǎo)體材料（銻化銦最為常見） 制成， 其結(jié)構(gòu)如下圖所示， 它由襯底、十字形半導(dǎo)體材料、 電極引線和磁性體頂端等構(gòu)成。 十字形銻化銦材料的4個端部的引線中， ①、 ②為電流引腳， ③、 ④為電壓引腳， 磁性體頂端的作用是聚集磁場磁感線來提高元件的靈敏度。

由于霍爾元件產(chǎn)生的電壓很小， 故通常將霍爾元件與放大電路、 溫度補償電路及穩(wěn)壓電源等集成在一個芯片上， 稱之為霍爾傳感器。

三、霍爾傳感器的種類

霍爾傳感器可分為線性型霍爾傳感器和開關(guān)型霍爾傳感器兩種。

1． 線性型霍爾傳感器

線性型霍爾傳感器主要由霍爾元件、 線性放大器和射極跟隨器組成， 其組成如下圖 所示。 當(dāng)施加給線性型霍爾傳感器的磁場逐漸增強時， 其輸出的電壓會逐漸增大， 即輸出信號為模擬量。

2． 開關(guān)型霍爾傳感器

開關(guān)型霍爾傳感器主要由霍爾元件、 放大器、 施密特觸發(fā)器（整形電路） 和輸出級組成， 其組成和特性曲線如下圖所示。 當(dāng)施加給開關(guān)型霍爾傳感器的磁場增強時， 只要磁感應(yīng)強度小于BOP， 其輸出電壓Uo就為高電平， 當(dāng)磁感應(yīng)強度大于BOP時輸出由高電平變?yōu)榈碗娖剑?當(dāng)磁場減弱時， 磁感應(yīng)強度需要減小到BRP， 輸出電壓Uo才能由低電平轉(zhuǎn)為高電平， 也就是說， 開關(guān)型霍爾傳感器由高電平轉(zhuǎn)為低電平和由低電平轉(zhuǎn)為高電平所要求的磁感應(yīng)強度是不同的， 高電平轉(zhuǎn)為低電平要求的磁感應(yīng)強度更強。

四、霍爾傳感器的應(yīng)用

1、線性型霍爾傳感器的應(yīng)用

線性型霍爾傳感器具有磁感應(yīng)強度連續(xù)變化時輸出電壓也連續(xù)變化的特點， 主要用于一些物理量的測量。下圖所示是一種采用線性型霍爾傳感器構(gòu)成的電子型電流互感器， 用來檢測線路的電流大小。 當(dāng)線圈有電流流過時， 線圈會產(chǎn)生磁場， 該磁場磁感線沿鐵芯構(gòu)成磁回路， 鐵芯上開有一個缺口， 缺口中放置一個霍爾傳感器， 磁感線在穿過霍爾傳感器時， 傳感器會輸出電壓， 電流越大， 線圈產(chǎn)生的磁場越強， 霍爾傳感器輸出的電壓越高。

2、開關(guān)型霍爾傳感器的應(yīng)用

開關(guān)型霍爾傳感器具有磁感應(yīng)強度達到一定強度時輸出電壓才會發(fā)生電平轉(zhuǎn)換的特點， 主要用于測轉(zhuǎn)數(shù)、 轉(zhuǎn)速、 風(fēng)速、 流速， 或用在接近開關(guān)、 關(guān)門告知器、 報警器和自動控制電路中。

下圖所示是一種采用開關(guān)型霍爾傳感器構(gòu)成的轉(zhuǎn)數(shù)測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖， 轉(zhuǎn)盤每旋轉(zhuǎn)一周， 磁鐵靠近傳感器一次， 傳感器就會輸出一個脈沖， 只要計算輸出脈沖的個數(shù)， 就可以知道轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)。

下圖所示是一種采用開關(guān)型霍爾元件構(gòu)成的磁鐵極性識別電路。 當(dāng)磁鐵S極靠近霍爾元件時， d、 c間的電壓極性為d+、 c-， 三極管VT1導(dǎo)通， 發(fā)光二極管VD1有電流流過而發(fā)光； 當(dāng)磁鐵N極靠近霍爾元件時， d、 c間的電壓極性為d-、 c+， 三極管VT2導(dǎo)通， 發(fā)光二極管VD2有電流流過而發(fā)光； 當(dāng)無磁鐵靠近霍爾元件時， d、 c間的電壓為0V， VD1、VD2均不亮。