Датчики Холла: принципы работы и практические применения

Определение датчика Холла

Датчики Холла — линейные преобразователи, измеряющие силу магнитного поля путем генерации Холловского напряжения при наличии магнитного поля.

Поскольку выходное напряжение прямо пропорционально магнитной индукции, эти датчики могут обнаруживать широкий диапазон сил полей и также используются для 감지 приближенности, позиции и скорости.

Принцип работы датчика Холла

Когда электрический ток течет через тонкий проводник, заряженные переносчики движутся по прямой линии. Если прикладывается магнитное поле, перпендикулярное току, переносчики отклоняются, вызывая накопление заряда на одной стороне проводника. Это создает разность потенциалов — Холловское напряжение — пропорциональную магнитной индукции.

Холловское напряжение стабилизируется, когда магнитная сила на переносчиках уравновешивает электрическое поле, созданное разделенными зарядами. Значение Холловского напряжения в этом равновесии дает точное измерение магнитного поля.

Датчики Холла бывают двух основных вариантов. Линейные датчики выдают выходное напряжение, линейно зависящее от магнитного поля, а пороговые датчики резко переключаются при заданной силе поля.

Поскольку выходной сигнал датчика — малое напряжение, требуется линейный драйвер для обеспечения стабильного тока через датчик и усиления сигнала для точной обработки.

Применение датчиков Холла

Типичные использования включают:

• Коммутационные функции в сочетании с пороговым обнаружением.
• Высоконадежные клавиатуры и клавиатуры.
• Измерение скорости колес и валов.
• Определение позиции постоянных магнитов в бесколлекторных двигателях постоянного тока.
• Встроенные линейные преобразователи в потребительской электронике.
• Промышленное обнаружение магнитных полей.
• Определение статуса флип-чехла смартфона.
• Бесконтактное измерение постоянного тока в токопреобразователях.
• Обнаружение уровня топлива в автомобильных применениях.

Примеры

Распространенные устройства, включающие датчики Холла: токопреобразователи, датчики позиции, аксессуары Galaxy S4, клавиатурные переключатели, датчики приближенности, тахометры скорости, системы ABS, магнитометры, двигатели постоянного тока, дисковые накопители и многие другие.

Многие ИС датчиков Холла интегрируют чувствительный элемент с высокоусилительным усилителем и защитной упаковкой, обеспечивая надежную работу в меняющихся средах. Какой ИС датчика Холла вы использовали?