霍尔传感器主要分有哪几些种类??
霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。
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霍尔传感器主要根据工作原理、输出特性和应用场景分为以下几类:
核心分类(按工作原理和输出特性)
-
开关型霍尔传感器
- 工作原理: 当外加磁场强度超过某个阈值(导通点
B_op)时,内部电路驱动输出状态翻转(如从高电平变低电平);当磁场减弱到低于另一个阈值(释放点B_rp)时,输出状态恢复。 - 输出信号: 数字信号(开/关,高/低电平)。如同一个磁控开关。
- 特点: 结构简单、成本低、响应速度快、抗干扰能力强。
- 主要应用: 位置检测(如门窗开关、键盘按键)、转速测量(如电机测速、自行车码表)、液位检测、接近开关(如手机翻盖/皮套检测)、无刷电机换向。
- 子类型:
- 单极型: 只对特定单一磁极(通常是南极或北极)的磁场敏感,达到阈值时开关动作,磁场移除后复位。
- 双极型: 对南极和北极磁场都敏感。其中一个磁极(如南极)使开关导通,另一个磁极(如北极)使开关关断。常用于需要精确控制开关状态的场合。
- 全极型/无极性型: 对南极和北极磁场都敏感,且响应方式相同——只要有足够强度的磁场(无论哪个极)出现,开关就导通;磁场消失,开关关断。使用最灵活方便。
- 工作原理: 当外加磁场强度超过某个阈值(导通点
-
线性霍尔传感器
- 工作原理: 输出信号的电压(或电流)大小与所感知的磁场强度(或磁通密度) 成正比例关系。它在整个工作范围内提供连续变化的模拟信号。
- 输出信号: 连续可变的模拟电压/电流信号。
- 特点: 能精确测量磁场的强度及其变化。输出受温度影响相对大一些,通常需要外部电路进行放大和温度补偿。
- 主要应用: 非接触式电流检测(电流传感器核心元件)、位置或位移的精确测量(如踏板位置、悬挂位移)、角度测量(需要特定磁路设计)、磁场强度测量、振动分析。
-
锁定型霍尔传感器
- 工作原理: 结合了开关型和双极型的特性。需要交替变化的磁极来改变开关状态。第一次遇到某个极性的强磁场(如南极)时置位(导通),输出状态保持。即使磁场消失,输出状态也锁定不变。直到遇到相反极性的强磁场(如北极)时才复位(关断),输出状态再次锁定。
- 输出信号: 数字信号(高/低电平),具有锁存(保持)特性。
- 特点: 具有双稳态特性(记忆功能)。抗干扰能力强,能可靠检测磁场变化方向,特别适合低占空比和低功耗应用。
- 主要应用: 转速测量(尤其齿轮检测,一个齿对应一个脉冲)、行程末端的位置检测(需配合特定磁铁运动方向)、无刷直流电机的精确换向(用于更高性能电机)。
按测量物理量与应用领域分类(部分应用需组合上述核心类型)
-
霍尔电流传感器
- 主要用于测量电流(交流或直流)。
- 原理: 导体通过电流会产生磁场,线性霍尔元件检测该磁场的强度,其输出信号与电流大小成正比。
- 主要类型:
- 直测式/开环式: 被测导线穿过传感器中心的磁芯开孔(或置于传感器表面附近),霍尔元件检测磁芯气隙中的磁场。结构简单,成本低,有温漂和线性度误差。
- 磁平衡式/闭环式/零磁通式: 核心原理是霍尔元件检测磁芯磁场,并通过内部补偿线圈产生一个反方向磁场使其归零(零磁通)。补偿线圈所需的电流与被测电流成正比,通过测量该电流即可得被测电流。精度高、温漂小、响应快,但结构复杂,成本高。
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霍尔位置/位移传感器
- 利用霍尔效应非接触式地检测物体的位置、角度、距离或移动。
- 类型: 可以是开关型(检测有无、计数)、线性型(测量连续位置/位移)、锁定型(检测方向变化的移动或计数)。常需配合特定形状的磁铁(如径向充磁、轴向充磁、条形磁铁)。
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霍尔转速传感器
- 主要用于测量旋转速度(RPM)。
- 原理: 通常使用开关型或锁定型霍尔传感器。在旋转部件(如齿轮、叶轮、磁铁轮)上安装目标物(如磁铁),每当目标物经过传感器时,磁场变化产生一个脉冲信号,通过计算脉冲频率即可得到转速。
- 主要类型: 基于开关型或锁定型霍尔传感器。
其他分类维度
- 按封装形式: 表面贴装型、直插型、特殊结构型(如集成磁路的电流传感器模块)。
- 按工作温度范围/等级: 消费级、工业级、汽车级、军工级。
- 按内部是否集成放大器或其它电路: 仅有霍尔元件的基础型、带模拟输出的(线性)、带数字输出的(如开漏输出、推挽输出、带接口总线如 I2C)。
- 按磁敏感方向: 垂直敏感(最常见)、平行敏感(较少见)。
总结来说,霍尔传感器的核心三大类是基于其工作原理和输出特性的:开关型(数字输出)、线性型(模拟输出)、锁定型(双稳态数字输出)。而电流传感器、位置传感器、转速传感器等则是根据其主要测量的物理量和最终应用场景来命名的,其核心通常还是这三类之一或需结合线性霍尔单元设计。
你可以在电子元器件分销商网站(如得捷电子、贸泽电子、欧时电子)输入关键词进行查询和筛选。对于具体类型或应用,还可以参考主流传感器厂商的产品手册(如Allegro MicroSystems, Infineon, Melexis, Honeywell, Texas Instruments等)。
传感器的常见种类及主要分类
传感器英文名称transducer/sensor是一种检测装置,在日常生活中得到了非常广泛的应用。如今传感器所检测的信号近来显著地增加,因而其种类
2021-09-19 14:51:00
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