霍爾感測器的測量機構和工作原理是什麼？

如今工業生產過程中自動化程度越來越高，各種非電量測量技術、自動控制技術受重視程度越來越高。因此，工業自動化生產現場的“眼睛”感測器更加受到關注。

例如題目說到的霍爾感測器，不僅是用於電量的檢測，還可以用於非電量的檢測。例如電量的檢測引數有電壓、電流、功率、磁感應強度等檢測，非電量測量引數有角位移、壓力等檢測。它是一種基於霍爾效應的磁敏感測器。

什麼是霍爾效應？霍爾感測器的工作原理是什麼？

霍爾效應；在磁場中垂直放置一塊通電的金屬薄片或半導體薄片，此時薄片的兩側之間有電動勢產生，稱該現象為霍爾效應。上圖是一塊霍爾元件，其製成是基於霍爾效應的。雖然上述說到霍爾效應在金屬薄片或半導體都能產生電動勢，但是在半導體尤其是高純度半導體霍爾效應特別顯著。因此，霍爾元件多數採用的是高純度半導體材料製成的。

圖中是一塊N型半導體霍爾元件，在其相對的兩側面通控制電流，同時在其垂直方向施加磁場，那麼霍爾元件在洛倫茲力的作用下，其兩端則產生一個與控制電流和磁場成正比例關係的電勢差。

電動勢的表示式V＝kBI，V表示電動勢、K代表霍爾元件的靈敏度，其不僅跟金屬或半導體材料有關，還與自身的尺寸有關、B代表施加的磁場強度。

根據表示式分析可知，當通電電流恆定，輸出的電動勢正比於磁場強度，由此可知此時霍爾元件所處磁場是非均勻磁場。當施加的磁場強度恆定，輸出的電動勢正比於電流強度。所以說，霍爾感測器可用於非電量引數測量和電量引數測量，上述則是其緣由。但用於電量引數功率的檢測時，霍爾元件的電流強度和磁感應強度都是變化的，因此輸出電動勢正比於電流強度和磁感應強度乘積。

霍爾元件雖然用的高純度半導體薄片比金屬薄片產生的電動勢明顯，但不是優良的霍爾感測器。因此，要採用積體電路技術霍爾元件、溫補器、放大器、穩壓電路集成於一個晶片上才能成為效能優越的霍爾感測器。

在說到霍爾感測器時，一般指開關型霍爾感測器和線性霍爾感測器。這兩種感測器一個輸出開關量，另一個輸出連續值。開關型霍爾感測器一般當作到位開關、限位開關來使用，而線性霍爾感測器最典型的代表是電流感測器，可以實時檢測電流值，並連續輸出。我在做感測器時，設計過多款霍爾電流感測器和用霍爾開關做過速度感測器，下面分別介紹一下這兩種形式的感測器。

開關型霍爾感測器對磁性比較敏感，可以分為單極性霍爾開關和雙極性霍爾開關。所謂單極性霍爾開關就是隻對磁鐵的N極或者S極敏感；而雙極性霍爾開關是指對N極和S極都敏感。如下圖所示，是霍尼韋爾的SS360NT單極性霍爾開關。當N極靠近時，霍爾輸出低電平。

以電流感測器為例，介紹霍爾電流感測器的工作原理。霍爾電流感測器的依據是霍爾效應原理，按照結構的不同可以分為開環霍爾和閉環霍爾感測器。開環霍爾電流感測器由鐵芯、霍爾元件、訊號處理電路構成；而閉環霍爾電流感測器是由鐵芯、線圈、霍爾元件、訊號處理電路構成。可見，閉環比開環多了一個線圈，這個線圈叫做補償線圈，閉環霍爾又叫磁平衡式。

開環霍爾電流感測器工作原理

測量電流穿過鐵芯時，鐵芯產生磁通量，該磁通量被霍爾元件感應後轉為電壓訊號輸出，後級的運放電路將電壓訊號轉為合適的電壓訊號輸出，輸出電壓與輸入電流存在一定的線性關係。

閉環霍爾電流感測器工作原理

與開環霍爾相比，後級運放電路根據霍爾元件輸出電壓的不同去調節流過線圈的電流，電流流過線圈後也會產生磁通量，補償線圈的磁通量和原邊電流產生的磁通量大小相等方向相反，正好抵消，達到平衡。

霍爾感測器的測量機構和工作原理是什麼？

如今工業生產過程中自動化程度越來越高，各種非電量測量技術、自動控制技術受重視程度越來越高。因此，工業自動化生產現場的“眼睛”感測器更加受到關注。

例如題目說到的霍爾感測器，不僅是用於電量的檢測，還可以用於非電量的檢測。例如電量的檢測引數有電壓、電流、功率、磁感應強度等檢測，非電量測量引數有角位移、壓力等檢測。它是一種基於霍爾效應的磁敏感測器。

什麼是霍爾效應？霍爾感測器的工作原理是什麼？

霍爾效應；在磁場中垂直放置一塊通電的金屬薄片或半導體薄片，此時薄片的兩側之間有電動勢產生，稱該現象為霍爾效應。上圖是一塊霍爾元件，其製成是基於霍爾效應的。雖然上述說到霍爾效應在金屬薄片或半導體都能產生電動勢，但是在半導體尤其是高純度半導體霍爾效應特別顯著。因此，霍爾元件多數採用的是高純度半導體材料製成的。

圖中是一塊N型半導體霍爾元件，在其相對的兩側面通控制電流，同時在其垂直方向施加磁場，那麼霍爾元件在洛倫茲力的作用下，其兩端則產生一個與控制電流和磁場成正比例關係的電勢差。

電動勢的表示式V＝kBI，V表示電動勢、K代表霍爾元件的靈敏度，其不僅跟金屬或半導體材料有關，還與自身的尺寸有關、B代表施加的磁場強度。

根據表示式分析可知，當通電電流恆定，輸出的電動勢正比於磁場強度，由此可知此時霍爾元件所處磁場是非均勻磁場。當施加的磁場強度恆定，輸出的電動勢正比於電流強度。所以說，霍爾感測器可用於非電量引數測量和電量引數測量，上述則是其緣由。但用於電量引數功率的檢測時，霍爾元件的電流強度和磁感應強度都是變化的，因此輸出電動勢正比於電流強度和磁感應強度乘積。

霍爾元件雖然用的高純度半導體薄片比金屬薄片產生的電動勢明顯，但不是優良的霍爾感測器。因此，要採用積體電路技術霍爾元件、溫補器、放大器、穩壓電路集成於一個晶片上才能成為效能優越的霍爾感測器。

在說到霍爾感測器時，一般指開關型霍爾感測器和線性霍爾感測器。這兩種感測器一個輸出開關量，另一個輸出連續值。開關型霍爾感測器一般當作到位開關、限位開關來使用，而線性霍爾感測器最典型的代表是電流感測器，可以實時檢測電流值，並連續輸出。我在做感測器時，設計過多款霍爾電流感測器和用霍爾開關做過速度感測器，下面分別介紹一下這兩種形式的感測器。

開關型霍爾感測器對磁性比較敏感，可以分為單極性霍爾開關和雙極性霍爾開關。所謂單極性霍爾開關就是隻對磁鐵的N極或者S極敏感；而雙極性霍爾開關是指對N極和S極都敏感。如下圖所示，是霍尼韋爾的SS360NT單極性霍爾開關。當N極靠近時，霍爾輸出低電平。

以電流感測器為例，介紹霍爾電流感測器的工作原理。霍爾電流感測器的依據是霍爾效應原理，按照結構的不同可以分為開環霍爾和閉環霍爾感測器。開環霍爾電流感測器由鐵芯、霍爾元件、訊號處理電路構成；而閉環霍爾電流感測器是由鐵芯、線圈、霍爾元件、訊號處理電路構成。可見，閉環比開環多了一個線圈，這個線圈叫做補償線圈，閉環霍爾又叫磁平衡式。

開環霍爾電流感測器工作原理

測量電流穿過鐵芯時，鐵芯產生磁通量，該磁通量被霍爾元件感應後轉為電壓訊號輸出，後級的運放電路將電壓訊號轉為合適的電壓訊號輸出，輸出電壓與輸入電流存在一定的線性關係。

閉環霍爾電流感測器工作原理

與開環霍爾相比，後級運放電路根據霍爾元件輸出電壓的不同去調節流過線圈的電流，電流流過線圈後也會產生磁通量，補償線圈的磁通量和原邊電流產生的磁通量大小相等方向相反，正好抵消，達到平衡。