1、霍爾傳感器的工作原理是什么？

霍爾傳感器的工作原理是：

磁場中有一個霍爾半導體片，恒定電流I從A到B通過該片。在洛侖茲力的作用下，I的電子流在通過霍爾半導體時向一側偏移，使該片在CD方向上產生電位差，這就是所謂的霍爾電壓。

霍爾電壓隨磁場強度的變化而變化，磁場越強，電壓越高，磁場越弱，電壓越低，霍爾電壓值很小，通常只有幾個毫伏，但經集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號。

若使霍爾集成電路起傳感作用，需要用機械的方法來改變磁感應強度。下圖所示的方法是用一個轉動的葉輪作為控制磁通量的開關，當葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時，磁場偏離集成片，霍爾電壓消失。

這樣，霍爾集成電路的輸出電壓的變化，就能表示出葉輪驅動軸的某一位置，利用這一工作原理，可將霍爾集成電路片用作用點火正時傳感器。霍爾效應傳感器屬于被動型傳感器，它要有外加電源才能工作，這一特點使它能檢測轉速低的運轉情況。

霍爾效應傳感器：

1-霍爾半導體元件  2-永久磁鐵  3-擋隔磁力線的葉片。

霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器。霍爾效應是磁電效應的一種，這一現象是霍爾(A.H.Hall，1855-1938)于1879年在研究金屬的導電機構時發現的。

后來發現半導體、導電流體等也有這種效應，而半導體的霍爾效應比金屬強得多，利用這現象制成的各種霍爾元件，廣泛地應用于工業自動化技術、檢測技術及信息處理等方面。霍爾效應是研究半導體材料性能的基本方法。通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數，能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數。

由霍爾效應的原理知，霍爾電勢的大小取決于:Rh為霍爾常數，它與半導體材質有關;I為霍爾元件的偏置電流;B為磁場強度;d為半導體材料的厚度。

對于一個給定的霍爾器件，當偏置電流I固定時，UH將完全取決于被測的磁場強度B。

2、霍爾傳感器工作原理

磁場平衡式霍爾電流傳感器是由原邊電路、聚磁環、霍爾元件、次級線圈、放大器等組成，如圖所示。其工作原理是磁場平衡式的，即原邊電流所產生的磁場，用通過次級線圈的電流所產生的磁場進行補償，使霍爾元件始終處于檢測零磁通的工作狀態。具體工作過程為：

當原邊回路有一大電流I

流過時，在導線周圍產生一個強的磁場H

，這一磁場被聚磁環聚集，并感應霍爾元件，使其有一個信號輸出U

，這一信號經放大器N放大，再輸入到功率放大器中，這時相應的功率管導通，從而獲得一個補償電流I

。由于這一電流要通過很多匝繞組，多匝導線所產生的磁場Hs與原邊電流所產生的磁場H

方向相反，因而相互抵消，引起磁路中總的磁場變小，使霍爾器件的輸出逐漸減小，最后當I

與匝數相乘所產生的磁場H

與I

所產生的磁場H

相等時，達到磁場平衡，I

不再增加，這時霍爾元件就處于零磁通檢測狀態。上述過程是在非常短的時間內完成的，這一平衡的建立所需時間在1μs之內，且是一個動態平衡過程，即：原邊電流Ip的任何變化都會破壞這一磁場平衡，一旦磁場失去平衡，霍爾元件就有信號輸出，經放大器放大后，立即有相應的電流流過次級線圈對其進行補償。因此從宏觀上看，次級補償電流的安匝數在任何時刻都與原邊電流的安匝數相等，即：

其中：Np為原邊匝數，Ip原邊電流；Ns為次級匝數，Is為次級電流。所以，若已知Np、Ns，測得Is，即可得到原邊電流Ip的大小。利用同樣的原理，可進行電壓測量，只需在原邊線圈回路中串聯一個電阻R1，將原邊電流Ip轉換成被測電壓Up。即：Up=(R1+Rin)Ip=(R1+Rin)NsIs/Np

式中Rin為原邊內阻。磁平衡式電流電壓傳感器測量輸出信號為電流形式Is。若要獲得電壓的輸出形式，用戶需在M端和電源零點之間串一只電阻Rm，并在其上取電壓Um，如圖所示，串聯電阻的大小由下式限定：

其中：Emin為電源輸出最小電壓，Ri為傳感器次級內阻，Uces為輸出功率管的飽和壓降。用戶可取的最大電壓為：Ummax=Rmmax╳Is

3、霍爾傳感器工作原理

霍爾傳感器工作原理：

一個霍爾元件一般有四個引出端子，其中兩根是霍爾元件的偏置電流I的輸入端，另兩根是霍爾電壓的輸出端。如果兩輸出端構成外回路，就會產生霍爾電流。

一般地說，偏置電流的設定通常由外部的基準電壓源給出；若精度要求高，則基準電壓源均用恒流源取代。為了達到高的靈敏度，有的霍爾元件的傳感面上裝有高導磁系數的鍍膜合金；這類傳感器的霍爾電勢較大，但在0.05T左右出現飽和，僅適用在低量限、小量程下使用。

霍爾傳感器優點：

1、 霍爾傳感器可以測量任意波形的電流和電壓，如：直流、交流、脈沖波形等，甚至對瞬態峰值的測量。副邊電流忠實地反應原邊電流的波形。而普通互感器則是無法與其比擬的，它一般只適用于測量50Hz正弦波；

2、 原邊電路與副邊電路之間有良好的電氣隔離，隔離電壓可達9600Vrms；

3、精度高：在工作溫度區內精度優于1%，該精度適合于任何波形的測量；

4、線性度好：優于0.1%；

5、寬帶寬：高帶寬的電流傳感器上升時間可小于1μs；但是，電壓傳感器帶寬較窄，一般在15kHz以內，6400Vrms的高壓電壓傳感器上升時間約500uS，帶寬約700Hz。