霍爾器件的應用

2.2.2 霍爾電路 

2.2.2.1 霍爾線性電路 

霍爾線性電路由霍爾元件、差分放大器和射極跟隨器組成。其輸出電壓和加在霍爾元件上的磁感強度B成比例。這類電路有很高的靈敏度和優良的線性度，適用于各種磁場檢測。

2.2.2.2 霍爾開關電路 

霍爾開關電路又稱霍爾數字電路，由穩壓器、霍爾片、差分放大器，斯密特觸發器和輸出級組成。在外磁場的作用下，當磁感應強度超過導通閾值BOP時，霍爾電路輸出管導通，輸出低電平。之后，B再增加，仍保持導通態。若外加磁場的B值降低到BRP時，輸出管截止，輸出高電平。我們稱BOP為工作點，BRP為釋放點，BOP－BRP=BH稱為回差。回差的存在使開關電路的抗干擾能力增強。

一般規定，當外加磁場的南極(S極)接近霍爾電路外殼上打有標志的一面時，作用到霍爾電路上的磁場方向為正，北極接近標志面時為負。 

鎖定型霍爾開關電路的特點是：當外加場B正向增加，達到BOP時，電路導通，之后無論B增加或減小，甚至將B除去，電路都保持導通態，只有達到負向的BRP時，才改變為截止態，因而稱為鎖定型。

2.2.2.3 差動霍爾電路(雙霍爾電路) 

雙霍爾電路的霍爾電壓發生器由一對相距2.5mm的霍爾元件組成。使用時在電路背面放置一塊永久磁體，當用鐵磁材料制成的齒輪從電路附近轉過時，一對霍爾片上產生的霍爾電壓相位相反，經差分放大后，使器件靈敏度大為提高。用這種電路制成的 汽車齒輪傳感器 具有極優的性能。 

2.2.2.4 其它霍爾電路 

除上述各種霍爾器件外，目前還出現了許多特殊功能的霍爾電路，如功率霍爾電路，多重雙線霍爾傳感器電路，二維、三維霍爾集成電路等待。3.1 應用的一般問題 

3.1.1 測量磁場 

使用霍爾器件檢測磁場的方法極為簡單，將霍爾器件作成各種形式的探頭，放在被測磁場中，因霍爾器件只對垂直于霍爾片的表面的磁感應強度敏感，因而必須令磁力線和器件表面垂直，通電后即可由輸出電壓得到被測磁場的磁感應強度。若不垂直，則應求出其垂直分量來計算被測磁場的磁感應強度值。而且，因霍爾元件的尺寸極小，可以進行多點檢測，由計算機進行數據處理，可以得到場的分布狀態，并可對狹縫，小孔中的磁場進行檢測。 

3.1.2 工作磁體的設置 

用磁場作為被傳感物體的運動和位置信息載體時，一般采用永久磁鋼來產生工作磁場。例如，用一個5×4×2.5（mm3）的釹鐵硼Ⅱ號磁鋼，就可在它的磁極表面上得到約2300高斯的磁感應強度。在空氣隙中，磁感應強度會隨距離增加而迅速下降。為保證霍爾器件，尤其是霍爾開關器件的可靠工作，在應用中要考慮有效工作氣隙的長度。在計算總有效工作氣隙時，應從霍爾片表面算起。在封裝好的霍爾電路中，霍爾片的深度在產品手冊中會給出。 

因為霍爾器件需要工作電源，在作運動或位置傳感時，一般令磁體隨被檢測物體運動，將霍爾器件固定在工作系統的適當位置，用它去檢測工作磁場，再從檢測結果中提取被檢信息。 

工作磁體和霍爾器件間的運動方式有：(a)對移；(b)側移；(c)旋轉；(d)遮斷。

在遮斷方式中，工作磁體和霍爾器件以適當的間隙相對固定，用一軟磁（例如軟鐵）翼片作為運動工作部件，當翼片進入間隙時，作用到霍爾器件上的磁力線被部分或全部遮斷，以此來調節工作磁場。被傳感的運動信息加在翼片上。這種方法的檢測精度很高，在125℃的溫度范圍內，翼片的位置重復精度可達50μm。 

也可將工作磁體固定在霍爾器件背面（外殼上沒打標志的一面），讓被檢的鐵磁物體（例如鋼齒輪）從它們近旁通過，檢測出物體上的特殊標志（如齒、凸緣、缺口等），得出物體的運動參數。