1、霍爾元件是什么

霍爾元件是應用霍爾效應的半導體。一般用于電機中測定轉子轉速，如錄象機的磁鼓，電腦中的散熱風扇等。它是一種基于霍爾效應的磁傳感器，用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用。它的優點有結構牢固、體積小、重量輕、壽命長、安裝方便、功耗小、頻率高（可達1MHZ）、耐震動等。

簡介

霍爾元件是一種基于霍爾效應的磁傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用。霍爾元件具有許多優點，它們的結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。

材料

霍爾元件可用多種半導體材料制作，如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP以及多層半導體異質結構量子阱材料等等。

半導體中電子遷移率（電子定向運動的平均速度）比空穴遷移率高，因此N型半導體較適合于制造靈敏度高的霍爾元件霍爾元件。

常用的半導體材料N型硅、N型鍺、銻化銦、砷化銦和不同比例亞砷酸銦和磷酸銦組成的In型固溶體等。

其中N型鍺容易加工，其霍爾常數、溫度性能、輸出線性都較好，應用非常普遍銻化銦元件由于在高溫時霍爾常數大，所以輸出較大，但對溫度最敏感，尤其在低溫范圍內溫度系數大；砷化銦的霍爾常數較小，溫度系數也較小，輸出線性好；砷化鎵的溫度特性和輸出線性好，是較理想的材料，但價格較貴。不同材料適用于不同場合，銻化銦適用于作為敏感元件，鍺和砷化銦霍爾元件適用于測量指示儀表。

2、霍爾元件的工作原理。

霍爾元件工作原理是當電流通過金屬箔片時，若在垂直于電流的方向施加磁場，則金屬箔片兩側面會出現橫向電位差。半導體中的霍爾效應比金屬箔片中更為明顯，而鐵磁金屬在居里溫度以下將呈極強的霍爾效應。

由于通電導線周圍存在磁場，其大小和導線中的電流成正比，故可以利用霍爾元件測量出磁場，就可確定導線電流的大小。利用這一原理可以設計制成霍爾電流傳感器。其優點是不和被測電路發生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合于大電流傳感。

若把霍爾元件置于電場強度為E、磁場強度為H的電磁場中，則在該元件中將產生電流I，元件上同時產生的霍爾電位差和電場強度E成正比，如果再測出該電磁場的磁場強度，則電磁場的功率密度瞬時值P可由P=EH確定。

按照霍爾開關的感應方式可將它們分為：單極性霍爾開關、雙極性霍爾開關、全極性霍爾開關。

1、單極性霍爾開關的感應方式：磁場的一個磁極靠近它，輸出低電位電壓（低電平）或關的信號，磁場磁極離開它輸出高電位電壓（高電平）或開的信號，但要注意的是，單極性霍爾開關它會指定某磁極感應才有效，一般是正面感應磁場S極，反面感應N極。

2、雙極性霍爾開關的感應方式：因為磁場有兩個磁極N、S（正磁或負磁），所以兩個磁極分別控制雙極性霍爾開關的開和關（高低電平），它一般具有鎖定的作用，也就是說當磁極離開后，霍爾輸出信號不發生改變，直到另一個磁極感應。另外，雙極性霍爾開關的初始狀態是隨機輸出，有可能是高電平，也有可能是低電平。

3、全極性霍爾開關的感應方式：全極性霍爾開關的感應方式與單極性霍爾開關的感應方式相似，區別在于，單極性霍爾開關會指定磁極，而全極性霍爾開關不會指定磁極，任何磁極靠近輸出低電平信號，離開輸出高電平信號。

3、霍爾元件有什么作用？

霍爾元件一種磁傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用。

霍爾元件按功能分可分來線性霍爾元件和開關霍爾元件。前者輸出模擬量，后來輸出數字量。線性霍爾元件的精度高、線性度好，溫度范圍寬；開關霍爾元件無觸點、無磨損、輸出小形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高、溫度范圍寬。

線性霍爾元件的應用：

1、數學運算器方面的應用：乘法、除法、倒數電路、開方電路

2、電流測量的應用：直流電流與交流電流的測量

3、電壓測量的應用：直流電壓和交流電壓的測量

4、功率測量的應用：直流功率的交流功率的測量

5、功率因數測量的應用

6、磁場的測量：直流磁場和交流磁場的測量

7、線圈匝數的測量：霍爾檢零式線圈匝數的測量和霍爾直接檢式線圈匝數的測量

8、異步電動機參數中的應用

9、磁性材料矯頑力的測量：測量磁性矯頑力和測量機械零件硬度

開關霍爾元件的應用

1、速度和里程的測量

2、繞線機可逆圈數測量中的應用

3、流速測量

另：

1、霍爾元件在位移、鍍層（涂層）厚度及工件厚度測量中的應用

2、在鐵金屬檢測中的應用

3、金屬材料膨脹尺寸測量中的應用

4、無損傷中的應用

5、點焊焊接電流測量中的應用

6、鋼絲繩斷絲檢測中的應用

7、流量測量中的應用

8、直流電動機電磁轉矩測量中的應用

9、數據融合在霍爾元件中的應用

4、霍爾元件有哪些作用？

電機霍爾的作用：在一定的位置改變電流方向-讓線圈產生相反的磁極！簡單一點的說就是換項用！利用的是定子（磁場不變）和轉子{線圈電流不同(當線圈到達一定位置霍爾給出信號改變電流方向)產生磁場方向不同}所產生的磁場同性相吸異性相斥來產生動力。

按照霍爾元件的功能可將它們分為: 霍爾線性器件 和霍爾開關器件 。前者輸出模擬量，后者輸出數字量。

按被檢測的對象的性質可將它們的應用分為:直接應用和間接應用。

前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對象上人為設置的磁場，用這個磁場來作被檢測的信息的載體。

通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉數、轉速以及工作狀態發生變化的時間等，轉變成電量來進行檢測和控制。

霍爾元件的主要特性參數

1、輸入電阻Rr：霍爾片的兩個控制電極間的電阻值稱為輸入電阻。

2、輸出電阻RO：兩個霍爾電勢輸出端之間的電阻稱為輸出電阻。

3、額定控制電流Ic：是使在空氣中產生10℃溫升的控制電流。

4、不等位電勢UO：當霍爾元件的激勵電流為Ic時，若元件所處位置磁感應強度為零，則它的霍爾電勢應該為零，但實際不為零。這時測得的空載霍爾電勢稱不等位電勢。

5、靈敏度KH ：在單位控制電流和單位磁感應強度下，霍爾電勢輸出端開路時的電勢值，其單位為(V/AT)，它反映了霍爾元件本身所具有的磁電轉換能力，一般希望它越大越好。

6、寄生直流電勢νg：在不加外磁場時，交流控制電流通過霍爾元件而在霍爾電極間產生的直流電勢為寄生直流電勢。

7、霍爾電動勢溫度系數α：在一定磁場強度和控制電流作用下，溫度每變化1℃，霍爾電動勢變化的百分數稱為霍爾電動勢溫度系數，與霍爾材料無關。

8、電阻溫度系數β：電阻溫度每變化1℃，霍爾元件材料的電阻變化率。