霍尔传感器的应用

 霍尔电势是关于I、B等三个变量的函数 。利用这个关系可以使其中两个量不变，将第三个量作为变量，或者固定其中一个量，其余两个量都作为变量。这使得霍尔传感器有许多用途。

1、霍尔转速传感器

在被测转速的转轴上安装一个齿盘，也可选取机械系统中的一个齿轮，将线性型霍尔器件及磁路系统靠近齿盘。齿盘的转动使磁路的磁阻随气隙的改变而周期性地变化，霍尔器件输出的微小脉冲信号经隔直、放大、整形后可以确定被测物的转速。

 当齿对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔元件，可产生较大的霍尔电动势，放大、整形后输出高电平；反之，当齿轮的空挡对准霍尔元件时，输出为低电平。

 2、霍尔转速传感器在汽车防抱死装置（ABS）中的应用 

若汽车在刹车时车轮被抱死，将产生危险。用霍尔转速传感器来检测车轮的转动状态有助于控制刹车力的大小。

 ABS系统的速度传感器主要有电磁式和霍尔式两种：电磁式转速传感器结构和霍尔轮速传感器。

3、霍尔式无刷直流电动机 

 霍尔式无刷电动机取消了换向器和电刷，而采用霍尔元件来检测转子和定子之间的相对位置，其输出信号经放大、整形后触发电子线路，从而控制电枢电流的换向，维持电动机的正常运转。由于无刷电动机不产生电火花及电刷磨损等问题，所以它在录像机、CD唱机、光驱等家用电器中得到越来越广泛的应用。 

 传统的直流电动机使用换向器来改变转子（或定子）的电枢电流的方向，以维持电动机的持续运转。霍尔式无刷电动机取消了换向器和电刷，而采用霍尔元件来检测转子和定子之间的相对位置，其输出信号经放大、整形后触发电子线路，从而控制电枢电流的换向，维持电动机的正常运转。霍尔式无刷电动机的结构如图所示。

 由图可知，转子是长度为L的圆桶形永久磁铁，并且以径向极化，定子线圈分成4组呈环形放入铁芯内侧槽内。当转子处于如图中所示位置时，霍尔元件H1感应到转子磁场，便有霍尔电势输出，其经T4管放大后便使Lx2通电，对应定子铁芯产生一个与转子呈90°的超前激励磁场，它吸引转子逆时针旋转；当转子旋转90°以后，霍尔元件H2感应到转子磁场，便有霍尔电势输出，其经T2管放大后便使Ly2通电，于是产生一个超前90°的激励磁场，它再吸引转子逆时针旋转。这样线圈依次通电，由于有一个超前90°的逆时针旋转磁场吸引着转子，电机便连续运转起来，其运转顺序如下：N对H1→T4导通→Lx2通电，S对H2→T2导通→Ly2通电，S对H1→T3导通→Lx1通电，N对H2→T1导通→Ly1通电。霍尔式直流无刷电机在实际使用时，一般需要采用速度负反馈的形式来达到电机稳定和电机调速的目的。

  4、无刷电动机在电动自行车上的应用

  无刷直流电动机的外转子采用高性能的钕铁硼稀土永磁材料；位置传感器产生六个状态编码信号，控制逆变桥各功率管通断，使三相内定子线圈与外转子之间产生连续转矩，具有效率高、无火花、可靠性强等特点。

 

  5、霍尔式接近开关 

 当磁铁的有效磁极接近、并达到动作距离时，霍尔式接近开关动作。霍尔接近开关一般还配一块钕铁硼磁铁。

 用霍尔IC也能完成接近开关的功能，但是它只能用于铁磁材料的检测，并且还需要建立一个较强的闭合磁场。 

 6、霍尔计数装置

 霍尔开关传感器SL3051是具有较高灵敏度的集成霍尔元件, 能感受到很小的磁场变化, 因而可对黑色金属零件进行计数检测。下图是对钢球进行计数的工作示意图和电路图当钢球通过霍尔开关传感器时, 传感器可输出峰值20mV的脉冲电压, 该电压经运算放大器A（μA741）放大后, 驱动半导体三极管VT（2N5812）工作, VT输出端便可接计数器进行计数, 并由显示器显示检测数值。