Hall传感器的原理、应用及分类

今天和大家分享关于霍尔传感器（英文 hall sensor）的知识，当前的电机控制一般都要求闭环反馈，因此测量元件hall传感器便成为大家普遍使用的一款芯片。

1 Hall传感器的原理和应用：

Hall传感器是一种基于霍尔效应的传感器，它可以检测磁场的存在和强度。它通常由霍尔元件、放大器和输出电路组成。Hall传感器的应用非常广泛，Hall传感器在工业、汽车、电子和医疗等领域都有重要的应用，它们可以提供准确、可靠的磁场检测和测量功能。常见应用场景如下：

1.位置检测和速度测量：Hall传感器可以用于检测物体的位置，例如在汽车中用于测量转向角度或车速。另外Hall传感器可以用于测量旋转物体的速度，例如在电机控制和车辆动力系统中,测量电机转动的角度和位置，反馈给处理器，可以有效监测电机的运动状态。

2.接近开关：Hall传感器可以用作接近开关，当有物体靠近或离开传感器时，它可以检测到并触发相应的操作，对设备进行进一步操作，或者避免碰撞。

3.电流测量：Hall传感器可以测量通过导线的电流，这在电力系统和电子设备中非常有用，而hall传感器的隔离作用也避免了在电流采集过程中信号的相互干扰，例如很多单片机使用MCU端口的ADC采集，而ADC作为模拟采集信号，非常容易受到干扰，因此使用hall器件可以达到隔离的目的。

4.磁场测量：Hall传感器可以用于测量磁场的强度和方向，这在地磁测量、磁力计和磁共振成像等领域中得到应用，hall传感器抗干扰能力强，价格也在不断降低，尤其是国产化芯片的浪潮下，应用越来越广泛。

2 Hall传感器的分类：

Hall传感器的两种常见类型是电压型和电流型Hall传感器，它们在工作原理和输出信号上有所不同。

（1）电压型Hall传感器： 电压型Hall传感器输出电压信号，其原理是基于霍尔元件受到外部磁场作用时，霍尔元件内部会产生一定的电势差(霍尔电压)。这个电势差被放大并输出为电压信号。电压型Hall传感器通常需要额外的电源供电，输出电压与外部磁场的强度和方向相关。

下面是某电压型Hall传感器的输出波形：

常见的电压型hall传感器有DRV5015,DRV5057等芯片，体积小，灵敏度高。

（2）电流型Hall传感器： 电流型Hall传感器输出电流信号，其原理是霍尔元件受到外部磁场作用时，霍尔元件内部会产生一个横向的霍尔电流。通过测量产生的霍尔电流，可以得出外部磁场的强度和方向。

常见的电流型hall传感器有ACS714,ACS725等。

在电路设计中选择电压型或电流型Hall传感器时，具体的应用还是要看自己的设计要求和成本综合考虑，电压型传感器适用于对磁场强度要求较高，而对信号幅度变化较敏感的应用；而电流型传感器适用于对磁场强度变化相对较小，对信号衰减较不敏感的应用，在一些应用中电流型hall还要进一步转化为电压信号给MCU的AD端口采集。

审核编辑：汤梓红