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發(fā)布日期:2022-10-09 點擊率:955
霍爾傳感器的作用非常的多,可以存在于手機、計算機以及汽車行業(yè),主要是根據(jù)自身的特性發(fā)揮著檢測、信息處理過程中,那么,我們就先從霍爾傳感器怎么識別引腳作用這個問題入手吧。
1、引腳
引腳,又叫管腳,英文叫Pin。就是從集成電路(芯片)內(nèi)部電路引出與外圍電路的接線,所有的引腳就構(gòu)成了這塊芯片的接口。引線末端的一段,通過軟釬焊使這一段與印制板上的焊盤共同形成焊點。引腳可劃分為腳跟(bottom)、腳趾(toe)、腳側(cè)(side)等部分。
2、霍爾傳感器
霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應制作的一種磁場傳感器。霍爾效應是磁電效應的一種,這一現(xiàn)象是霍爾(A.H.Hall,1855-1938)于1879年在研究金屬的導電機構(gòu)時發(fā)現(xiàn)的。后來發(fā)現(xiàn)半導體、導電流體等也有這種效應,而半導體的霍爾效應比金屬強得多,利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件,廣泛地應用于工業(yè)自動化技術(shù)、檢測技術(shù)及信息處理等方面。霍爾效應是研究半導體材料性能的基本方法。通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數(shù),能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。
3、霍爾傳感器怎么識別引腳作用
印章面面向自己,管腳向下,從左到右分別為:1電源正,2電源負3輸出(信號)。使用時在13腳之間加850電阻。接上電源后,用磁場觸發(fā)霍爾表面,2,3腳之間會有高低電壓輸出。
霍爾傳感器怎么識別引腳作用呢?傳感器專家網(wǎng)已經(jīng)為大家整理完畢了,你是不是很清楚了呢?對霍爾傳感器的探索并沒有到此為止,還有很多值得我們學習的地方。
當一塊通有電流的金屬或半導體薄片垂直地放在磁場中時,薄片的兩端就會產(chǎn)生電位差,這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應。兩端具有的電位差值稱為霍爾電勢U,其表達式為 U=K·I·B/d 其中K為霍爾系數(shù),I為薄片中通過的電流,B為外加磁場(洛倫慈力Lorrentz)的磁感應強度,d是薄片的厚度。由此可見,霍爾效應的靈敏度高低與外加磁場的磁感應強度成正比的關(guān)系。
霍爾傳感器的外形圖和與磁場的作用關(guān)系如右圖所示。磁場由磁鋼提供,所以霍爾傳感器和磁鋼需要配對使用。
霍爾傳感器檢測轉(zhuǎn)速示意圖如下。在非磁材料的圓盤邊上粘貼一塊磁鋼,霍爾傳感器固定在圓盤外緣附近。圓盤每轉(zhuǎn)動一圈,霍爾傳感器便輸出一個脈沖。通過單片機測量產(chǎn)生脈沖的頻率就可以得出圓盤的轉(zhuǎn)速。
備注:當沒有信號產(chǎn)生時,可以改變一下磁鋼的方向,霍爾對磁鋼方向有要求。沒有磁鋼時輸出高電平,有磁鋼時輸出低電平。
接線圖:
測速原理圖:
產(chǎn)品圖片和管腳圖:
霍爾元件是什么?霍爾元件是一種半導體磁電器件,它是利用霍爾效應來進行工作的。霍爾元件是一種基于霍爾效應的磁傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化,可在各種與磁場有關(guān)的場合中使用。下面來了解一下霍爾元件的工作原理、應用、引腳圖以及電路圖吧。
1、霍爾元件的引腳圖與管腳定義
2、霍爾元件的工作用原理
霍爾元件工作用原理也就是霍爾效應,所謂霍耳效應如圖1所示,系指將電流I 通至一物質(zhì),并對與電流成正角之方向施加磁場B 時,在電流與磁場兩者之直角方向所產(chǎn)生的電位差V 之現(xiàn)象。此電壓是在下列情況下所產(chǎn)生的,有磁場B 時,由于弗萊銘(Fleming)左手定則,使洛仁子力(即可使流過物質(zhì)中之電子或正孔向箭頭符號所示之方向彎曲的力量:(Lorentz force)發(fā)生作用,而將電子或正孔擠向固定輸出端子之一面時所產(chǎn)生。電位差V 之大小通常決定于洛仁子力與藉所發(fā)生之電位差而將電子或正孔推回之力(亦即前者之力等于后者之力),而且與電流I 乘以磁場B 之積成比例。比例常數(shù)為決定于物質(zhì)之霍耳常數(shù)除以物質(zhì)在磁場方向之厚度所得之值。
圖1 霍爾組件之原理
在平板半導體介質(zhì)中,電子移動(有電場)的方向,將因磁力的作用(有磁場) ,而改變電子行進的方向。若電場與磁場互相垂直時,其傳導的載子(電子或電洞) ,將集中于平板的上下兩邊,因而形成電位差存在的現(xiàn)象。該電位差即霍爾電壓(霍爾電壓) 在實際的霍爾組件中,一般使用物質(zhì)中之電流載子為電子的N 型半導體材料。將一定之輸入施加至霍爾組件時之輸出電壓,利用上述之關(guān)系予以分析時,可以獲致下列的結(jié)論:
(1) 材料性質(zhì)與霍爾系數(shù)乘以電子移動度之積之平方根成正比。
(2) 材料之形狀與厚度之平方根之倒數(shù)成正比。
由于上述關(guān)系,實際的霍爾組件中,可將霍爾系數(shù)及電子移動度大的材料加工成薄的十字形予以制成。
圖2系表示3~5 端子之霍爾組件的使用方法,在三端子霍爾元件之輸出可以產(chǎn)生輸入端子電壓之大致一半與輸出信號電壓之和的電壓,而在四端子及五端子霍爾組件中,在原理上雖然可以免除輸入端子電壓的影響,但實際上即使在無磁場時,也有起因于組件形狀之不平衡等因素之不平衡電壓存在。
(a)3腳組件 (b)4腳組件 (c)5腳組件
圖2 霍爾組件使用方法
3、霍爾元件的用途:
霍爾組件有下列三種用法:
(A) 事先使一定電流流過霍爾組件,用以檢出磁場或變換成磁場的其它物理量的方法。
(B) 利用組件的電流、磁場及作為其變量的該兩種量的乘法作用的方法。
(C) 利用非相反性(即在一定磁場中,使與輸入端子通以電流時所得的輸出同方向的電流流過輸出端子時,在輸入端子會產(chǎn)生與最初的電壓反方向的霍爾電壓的現(xiàn)象)的方法。
上述各種使用方法的具體例參照前述磁電變換組件的用途的項所述。在這些具體例中,有不少在組件的靈敏度及溫度特性上,霍爾組件形成1 匝(Turn)的線圈有妨礙而難以符合實用。但利用霍爾探針測定磁場因?qū)儆诒容^簡便的用法,已經(jīng)定型,另外例如無電刷馬達(霍爾馬達)開關(guān)等也逐漸進入實用的階段,磁頭的制造也有人嘗試過。
4、霍爾元件供電
圖3 定電壓驅(qū)動之一
圖4 定電壓驅(qū)動之二
圖5 定電流驅(qū)動之一
圖6 定電流驅(qū)動之二
圖7 霍爾傳感器不平衡調(diào)整方法
在一個結(jié)晶片中形成有霍爾組件及放大并控制其輸出電壓的電路而具有磁場 ─ 電氣變換機能的固態(tài)組件稱為霍爾集成電路。
5、霍爾元件的外觀構(gòu)造
如圖2-19 所示,具有與樹脂封閉型晶體管、集成電路等相同的構(gòu)造,即多半呈現(xiàn)在大小5mm 見方、厚3mm 以下的角形或長方形板狀組件上附設(shè)四根導線的構(gòu)造。導線系由金屬薄片所形成,各個金屬薄片上均附有半導體結(jié)晶片(通常為硅芯片),而在結(jié)晶體中利用集成電路技術(shù)形成有霍爾組件及信號處理電路。為防止整個組件性能的劣化,通常利用樹脂加以封閉,另外為了使磁場的施加容易起見,其厚度也盡量減薄。
圖8 霍爾集成電路的構(gòu)造
6、霍爾元件的種類:
依輸出信號的性質(zhì)加以分類時如表1所示。如圖9所示,線性型(Linear type)霍爾集成電路可以獲得與磁場強度成正比的輸出電壓。磁場靈敏度雖然可利用電路的放大度加以調(diào)節(jié),但在高靈敏度時,比例范圍會變窄(雖電源5V 使靈敏度達到10mV/Oe,但比例范圍在500Oe以下)。
表1 依輸出電壓分類時的種類
(a)線性型 (b)開關(guān)型
圖9 霍爾集成電路的輸出特性
開關(guān)型霍爾集成電路可在一定范圍的磁場中獲得ON-OFF的電壓,此開關(guān)型對磁場的磁滯(Hysteresis)現(xiàn)象,乃是為使開關(guān)動作更為霍爾集成電路線性型確實起見而故意如此設(shè)計的。
依照制造方法加以分類時如表2 所示,但任何一種制造方法雖然均可獲得同樣的特性,在現(xiàn)階段中,雙極性型霍爾集成電路已開始進入商品化的階段。
表2依制造方法分類時的種類
7、霍爾集成電路的用途
霍爾集成電路通常使用于前述磁電變換組件的項所述的(A-1)、(A-2)范圍的用途,在這些用途的中,特別像開關(guān)那樣,以磁氣為媒介將位置的變化、速度、回轉(zhuǎn)等的物理量變換為電氣量時,使用起來非常簡單。使用霍爾集成電路的開關(guān)系如圖2-21 所示,這種開關(guān)具有:(1)無震動(Chattering),(2)不生雜音,(3)使用壽命長,可靠度高,(4)響應速度快等特征,已經(jīng)實際被使用作為高級的鍵盤用開關(guān)。
圖10 使用霍爾集成電路的開關(guān)
圖11是A44E集成霍耳開關(guān),A44E集成霍耳開關(guān)由穩(wěn)壓器A、霍耳電勢發(fā)生器(即硅霍耳片)(mT)、差分放大器C、施密特觸發(fā)器D和OC門輸出E 五個基本部分組成,如圖12(a)所示。(1)、(2)、(3)代表集成霍耳開關(guān)的三個引出端點。在輸入端輸入電壓VCC,經(jīng)穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后加在霍耳電勢發(fā)生器的兩端,根據(jù)霍耳效應原理,當霍耳片處在磁場中時,在垂直于磁場的方向通以電流,則與這二者相垂直的方向上將會產(chǎn)生霍耳電勢差H V 輸出,該H V信號經(jīng)放大器放大后送至施密特觸發(fā)器整形,使其成為方波輸送到OC門輸出。當施加的磁場達到工作點(即BOP)時,觸發(fā)器輸出高電壓(相對于地電位),使三極管導通,此時OC門輸出端輸出低電壓,通常稱這種狀態(tài)為開。當施加的磁場達到釋放點(即BrP)時,觸發(fā)器輸出低電壓,三極管截止,使OC門輸出高電壓,這種狀態(tài)為關(guān)。這樣兩次電壓變換,使霍耳開關(guān)完成了一次開關(guān)動作。BOP與BrP 的差值一定,此差值BH=BOP - BrP稱為磁滯,在此差值內(nèi),V 0保持不變,因而使開關(guān)輸出穩(wěn)定可靠,這也就是集電成霍耳開關(guān)傳感器優(yōu)良特性之一。
圖11 A44E集成開關(guān)型霍耳傳感器原理圖
圖12 A44E集成開關(guān)型霍耳傳感器引腳圖
霍爾元件外觀圖片
霍爾轉(zhuǎn)速傳感器應用電路
一般直插三管腳的霍爾,印字面朝自己,管腳朝下,1腳為電源VCC。2腳為地GND。3腳為輸出Vout。
霍爾元件是一種基于霍爾效應的磁傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化,可在各種與磁場有關(guān)的場合中使用。霍爾元件具有許多優(yōu)點,它們的結(jié)構(gòu)牢固,體積小,重量輕,壽命長,安裝方便,功耗小,頻率高(可達1MHZ),耐震動,不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。
霍爾元件由霍爾片、4根引線和殼體組成。霍爾片是一塊矩形半導體單晶薄片(一般為4mm×2mm×0.1mm),在它的長度方向兩端面上焊有a、b兩根引線,稱為控制電流端引線,通常用紅色導線。
擴展資料:
霍爾效應在磁場作用于載流金屬導體、半導體中的載流子時,產(chǎn)生橫向電位差的物理現(xiàn)象。金屬的霍爾效應是1879年被美國物理學家霍爾發(fā)現(xiàn)的。當電流通過金屬箔片時,若在垂直于電流的方向施加磁場,則金屬箔片兩側(cè)面會出現(xiàn)橫向電位差。
半導體中的霍爾效應比金屬箔片中更為明顯,而鐵磁金屬在居里溫度以下將呈極強的霍爾效應。如果把霍爾元件集成的開關(guān)按預定位置有規(guī)律地布置在物體上,當裝在運動物體上的永磁體經(jīng)過它時,可以從測量電路上測得脈沖信號。
根據(jù)脈沖信號列可以傳感出該運動物體的位移。若測出單位時間內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù),則可以確定其運動速度。
參考資料來源:百度百科-霍爾元件
一般直插三管腳的霍爾,印字面朝自己,管腳朝下,從左到右分別是電源正,接地,輸出。
霍爾元件可用多種半導體材料制作,如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP以及多層半導體異質(zhì)結(jié)構(gòu)量子阱材料等等。霍爾元件是一種基于霍爾效應的磁傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化,可在各種與磁場有關(guān)的場合中使用。
霍爾元件具有許多優(yōu)點,它們的結(jié)構(gòu)牢固,體積小,重量輕,壽命長,安裝方便,功耗小,頻率高(可達1MHZ),耐震動,不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。
霍爾線性器件的精度高、線性度好;霍爾開關(guān)器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高(可達μm 級)。采用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬,可達-55℃~150℃。
一般直插三管腳的霍爾,印字面朝自己,管腳朝下,從左到右分別是電源正,接地,輸出
1、內(nèi)帶反向電壓保護
2、電源電壓范圍寬,輸出電流大。
3、開關(guān)速度快,無瞬間抖動。
4、工作頻率寬(0~100KHz)。
5、壽命長、體積小、安裝方便。
●能直接和邏輯電路接口。
1、直流無刷電機 無觸點開關(guān)
2、位置控制 電流傳感器
3、汽車點火器 安全報警裝置
4、隔離檢測 轉(zhuǎn)速檢測
華芯晟霍爾元件
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