霍尔元件最重要的基础知识
发表时间：2021-08-12
3.1原理
当有电流流过的金属片或半导体片垂直放置在磁场中时，在片的两端会产生电位差。这种现象被称为霍尔效应。两端之间的电位差称为霍尔电位，其表达式为:U=K，I.B/D，其中K是霍尔系数，I是通过薄板的电流，B是外加磁场的磁感应强度(洛伦茨力)，D是薄板的厚度。因此，霍尔效应的灵敏度与外部磁场的磁感应强度成正比。霍尔接近开关属于这种主动磁/电转换装置。它是在霍尔效应原理的基础上，采用先进的集成封装和组装技术制成的。在实际应用中，它可以很容易地将磁输入信号转换成电信号，同时在工业应用中具有易操作性和可靠性的要求。霍尔接近开关的输入以磁感应强度B为特征，当B值达到一定水平(如B1)时，开关内的触发器翻转，霍尔接近开关的输出水平状态也翻转。晶体管输出通常用在输出端。与感应式接近开关类似，NPN、PNP、常开、常闭、锁存(双极性)和双信号输出是几种类型。
霍尔接近开关是磁接近开关的一种，具有无电击、低功耗、寿命长、响应频率高等特点。霍尔接近开关内部是密封的，并填充有环氧树脂，形成一个完整的结构，因此它可以在各种恶劣的环境下可靠地工作。它可以应用于接近开关，压力开关，里程表等。这是一种新型的电器附件。霍尔开关的响应频率高于感应开关。它由磁钢触发，感应开关由导磁金属触发。除了传感器本身的性能之外，霍尔开关的感应距离还与所选磁钢的磁场强度有关
3.2霍尔接近开关术语的解释
①磁感应强度:霍尔接近开关工作时磁钢所需的磁场强度。通常，磁感应强度值B为0.02至0.05特斯拉。
(2)响应频率:在1秒的指定时间间隔内允许霍尔开关动作循环的次数。
(3)输出状态:分为常开型、常闭型和闭锁型。例如，当没有要检测的物体时，由常开霍尔开关接通的负载不工作，因为霍尔接近开关内的输出晶体管被关断。当检测到物体时，晶体管导通，负载通电。
④输出形式:分为NPN、PNP、常开、常闭、多功能等常用输出形式。
⑤作用距离:作用距离是指被测物体以一定方式运动时，从参考位置(霍尔开关的感应面)到检测面的空间距离。额定操作距离是指霍尔开关操作距离的标称值。
⑥返回距离:动作距离和复位距离之间的绝对值。
3.3应用示例
由于转速信号以脉冲形式出现，当待测磁性物体的磁场强度达到25毫特斯拉以上时，其输出为标准TTL电平。利用计算机的智能控制和计算功能，转速表简单、准确。例如，如果使用3020霍尔接近开关，8031(其晶体振荡器为6兆赫，12分频后为0.5兆赫)用于单片机，其测得的最大转速为0.5兆赫，而测得的最小转速可以无限低。
3.4注意事项
(1)DC霍尔接近开关产品使用的DC电压为3~28V，典型应用范围一般为5~24V。过高的电压会导致内部霍尔元件参数随电压上升而变化的不稳定性，而过低的电压容易引起外部温度变化，影响磁场强度特性，从而导致电路误操作。
(2)使用霍尔接近开关驱动感性负载时，请在负载两端连接续流二极管，否则在感性负载长期运行过程中，霍尔开关的使用寿命会受到瞬态高压脉冲的影响。
(3)通用霍尔接近开关产品
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