霍爾器件的應用

3.2.5 磁記錄信息讀出 

用霍爾元件制成的磁讀頭，如圖17所示，將寫頭和讀頭裝在同一外殼里，采用長1mm，寬0.2mm,厚1.4μm的InSb霍爾元件，其信噪比比普通磁頭高3db～5db,由于寫頭和讀頭間的間距很小，僅2.6mm，故可用一讀頭去監視幾分之一秒之前錄頭錄下的信息。 

霍爾讀頭的輸出僅由記錄信息的磁感應強度來決定，即使頻率到零，輸出仍然恒定，且因讀頭無電感，故可獲得優異的瞬態響應。它的靈敏度隨溫度的變化也很小，約為0.01db/℃。采用適當的前置放大電路，可在0℃～50℃范圍內保持±0.5db。 

由于霍爾磁讀頭具備這些優點，因而在計算機中得到很重要的應用。特別在高密度垂直記錄的磁盤的信息讀出中，更能顯示其優越性。專家預言，今后十年，霍爾讀頭很可能會占去磁阻頭的部分市場。 

3.2.6 霍爾接近傳感器和接近開關 

在霍爾器件背后偏置一塊永久磁體，并將它們和相應的處理電路裝在一個殼體內，做成一個探頭，將霍爾器件的輸入引線和處理電路的輸出引線用電纜連接起來，構成接近傳感器。

霍爾線性接近傳感器主要用于黑色金屬的自控計數，黑色金屬的厚度檢測、距離檢測、齒輪數齒、轉速檢測、測速調速、缺口傳感、張力檢測、棉條均勻檢測、電磁量檢測、角度檢測等。 

霍爾接近開關主要用于各種自動控制裝置，完成所需的位置控制，加工尺寸控制、自動計數、各種計數、各種流程的自動銜接、液位控制、轉速檢測等等。

3.2.7霍爾翼片開關 

霍爾翼片開關就是利用遮斷工作方式的一種產品。翼片未進入工作氣隙時，霍爾開關電路處于導通態。翼片進入后，遮斷磁力線，使開關變成截止態，它的狀態轉變的位置非常精確，在125℃的溫度范圍內位置重復精度可達50nm。將齒輪形翼片和軸相連，用在汽車點火器中作為點火開關，可得到準確的點火時間，使汽缸中的汽油充分燃燒，既可節約燃料，又能降低車輛排放的尾氣的污染，已在桑塔那，克萊斯勒等許多名車中使用。將它們用在工業自動控制系統中，可作為轉速傳感器、位置開關、限位開關、軸編碼器、碼盤掃描器等
霍爾元件及其應用（四） 


3.2.8 霍爾齒輪傳感器 

用2.2.2.3中介紹的差動霍爾電路制成的霍爾齒輪傳感器，新一代的霍爾齒輪轉速傳感器，廣泛用于新一代的汽車智能發動機，作為點火定時用的速度傳感器，用于ABS（汽車防抱死制動系統）作為車速傳感器等。 

在ABS中，速度傳感器是十分重要的部件。在制動過程中，控制器不斷接收來自車速齒輪傳感器和車輪轉速相對應的脈沖信號并進行處理，得到車輛的滑移率和減速信號，按其控制邏輯及時準確地向制動壓力調節器2發出指令，調節器及時準確地作出響應，使制動氣室執行充氣、保持或放氣指令，調節制動器的制動壓力，以防止車輪抱死，達到抗側滑、甩尾，提高制動安全及制動過程中的可駕馭性。在這個系統中，霍爾傳感器作為車輪轉速傳感器，是制動過程中的實時速度采集器，是ABS中的關鍵部件之一。 

在汽車的新一代智能發動機中，用霍爾齒輪傳感器來檢測曲軸位置和活塞在汽缸中的運動速度，以提供更準確的點火時間，其作用是別的速度傳感器難以代替的，它具有如下許多新的優點。 

（1）相位精度高，可滿足0.4°曲軸角的要求，不需采用相位補償。 

（2）可滿足0.05度曲軸角的熄火檢測要求。 

（3）輸出為矩形波，幅度與車輛轉速無關。在電子控制單元中作進一步的傳感器信號調整時，會降低成本。 

用齒輪傳感器，除可檢測轉速外，還可測出角度、角速度、流量、流速、旋轉方向等等。 

3.2.9 旋轉傳感器 
用各種方法（(a)徑向磁極(b)軸向磁極(c)遮斷式） 設置磁體，將它們和霍爾開關電路組合起來可以構成各種旋轉傳感器。霍爾電路通電后，磁體每經過霍爾電路一次，便輸出一個電壓脈沖。 

由此，可對轉動物體實施轉數、轉速、角度、角速度等物理量的檢測。在轉軸上固定一個葉輪和磁體，用流體（氣體、液體）去推動葉輪轉動，便可構成流速、流量傳感器。在車輪轉軸上裝上磁體，在靠近磁體的位置上裝上霍爾開關電路，可制成車速表，里程表等等。 

傳感器的殼體內裝有一個帶磁體的葉輪，磁體旁裝有霍爾開關電路，被測流體從管道一端通入，推動葉輪帶動與之相連的磁體轉動，經過霍爾器件時，電路輸出脈沖電壓，由脈沖的數目，可以得到流體的流速。若知管道的內徑，可由流速和管徑求得流量。霍爾電路由電纜35來供電和輸出。 

利用鎖定型霍爾電路，不僅可檢測轉速，還可辨別旋轉方向。 

利用霍爾開關鎖定器也可以進行方向和轉速測定。