1、霍爾元件是什么

霍爾元件是應(yīng)用霍爾效應(yīng)的半導(dǎo)體。一般用于電機中測定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，如錄象機的磁鼓，電腦中的散熱風(fēng)扇等。它是一種基于霍爾效應(yīng)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。它的優(yōu)點有結(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(dá)1MHZ）、耐震動等。

簡介

霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)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?；魻栐哂性S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(dá)1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。

材料

霍爾元件可用多種半導(dǎo)體材料制作，如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP以及多層半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)量子阱材料等等。

半導(dǎo)體中電子遷移率（電子定向運動的平均速度）比空穴遷移率高，因此N型半導(dǎo)體較適合于制造靈敏度高的霍爾元件霍爾元件。

常用的半導(dǎo)體材料N型硅、N型鍺、銻化銦、砷化銦和不同比例亞砷酸銦和磷酸銦組成的In型固溶體等。

其中N型鍺容易加工，其霍爾常數(shù)、溫度性能、輸出線性都較好，應(yīng)用非常普遍銻化銦元件由于在高溫時霍爾常數(shù)大，所以輸出較大，但對溫度最敏感，尤其在低溫范圍內(nèi)溫度系數(shù)大；砷化銦的霍爾常數(shù)較小，溫度系數(shù)也較小，輸出線性好；砷化鎵的溫度特性和輸出線性好，是較理想的材料，但價格較貴。不同材料適用于不同場合，銻化銦適用于作為敏感元件，鍺和砷化銦霍爾元件適用于測量指示儀表。

2、霍爾元件的工作原理。

霍爾元件工作原理是當(dāng)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(dǎo)體中的霍爾效應(yīng)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(yīng)。

由于通電導(dǎo)線周圍存在磁場，其大小和導(dǎo)線中的電流成正比，故可以利用霍爾元件測量出磁場，就可確定導(dǎo)線電流的大小。利用這一原理可以設(shè)計制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點是不和被測電路發(fā)生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合于大電流傳感。

若把霍爾元件置于電場強度為E、磁場強度為H的電磁場中，則在該元件中將產(chǎn)生電流I，元件上同時產(chǎn)生的霍爾電位差和電場強度E成正比，如果再測出該電磁場的磁場強度，則電磁場的功率密度瞬時值P可由P=EH確定。

按照霍爾開關(guān)的感應(yīng)方式可將它們分為：單極性霍爾開關(guān)、雙極性霍爾開關(guān)、全極性霍爾開關(guān)。

1、單極性霍爾開關(guān)的感應(yīng)方式：磁場的一個磁極靠近它，輸出低電位電壓（低電平）或關(guān)的信號，磁場磁極離開它輸出高電位電壓（高電平）或開的信號，但要注意的是，單極性霍爾開關(guān)它會指定某磁極感應(yīng)才有效，一般是正面感應(yīng)磁場S極，反面感應(yīng)N極。

2、雙極性霍爾開關(guān)的感應(yīng)方式：因為磁場有兩個磁極N、S（正磁或負(fù)磁），所以兩個磁極分別控制雙極性霍爾開關(guān)的開和關(guān)（高低電平），它一般具有鎖定的作用，也就是說當(dāng)磁極離開后，霍爾輸出信號不發(fā)生改變，直到另一個磁極感應(yīng)。另外，雙極性霍爾開關(guān)的初始狀態(tài)是隨機輸出，有可能是高電平，也有可能是低電平。

3、全極性霍爾開關(guān)的感應(yīng)方式：全極性霍爾開關(guān)的感應(yīng)方式與單極性霍爾開關(guān)的感應(yīng)方式相似，區(qū)別在于，單極性霍爾開關(guān)會指定磁極，而全極性霍爾開關(guān)不會指定磁極，任何磁極靠近輸出低電平信號，離開輸出高電平信號。

3、霍爾元件有什么作用？

霍爾元件一種磁傳感器。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。

霍爾元件按功能分可分來線性霍爾元件和開關(guān)霍爾元件。前者輸出模擬量，后來輸出數(shù)字量。線性霍爾元件的精度高、線性度好，溫度范圍寬；開關(guān)霍爾元件無觸點、無磨損、輸出小形清晰、無抖動、無回跳、位置重復(fù)精度高、溫度范圍寬。

線性霍爾元件的應(yīng)用：

1、數(shù)學(xué)運算器方面的應(yīng)用：乘法、除法、倒數(shù)電路、開方電路

2、電流測量的應(yīng)用：直流電流與交流電流的測量

3、電壓測量的應(yīng)用：直流電壓和交流電壓的測量

4、功率測量的應(yīng)用：直流功率的交流功率的測量

5、功率因數(shù)測量的應(yīng)用

6、磁場的測量：直流磁場和交流磁場的測量

7、線圈匝數(shù)的測量：霍爾檢零式線圈匝數(shù)的測量和霍爾直接檢式線圈匝數(shù)的測量

8、異步電動機參數(shù)中的應(yīng)用

9、磁性材料矯頑力的測量：測量磁性矯頑力和測量機械零件硬度

開關(guān)霍爾元件的應(yīng)用

1、速度和里程的測量

2、繞線機可逆圈數(shù)測量中的應(yīng)用

3、流速測量

另：

1、霍爾元件在位移、鍍層（涂層）厚度及工件厚度測量中的應(yīng)用

2、在鐵金屬檢測中的應(yīng)用

3、金屬材料膨脹尺寸測量中的應(yīng)用

4、無損傷中的應(yīng)用

5、點焊焊接電流測量中的應(yīng)用

6、鋼絲繩斷絲檢測中的應(yīng)用

7、流量測量中的應(yīng)用

8、直流電動機電磁轉(zhuǎn)矩測量中的應(yīng)用

9、數(shù)據(jù)融合在霍爾元件中的應(yīng)用

4、霍爾元件有哪些作用？

電機霍爾的作用：在一定的位置改變電流方向-讓線圈產(chǎn)生相反的磁極！簡單一點的說就是換項用！利用的是定子（磁場不變）和轉(zhuǎn)子{線圈電流不同(當(dāng)線圈到達(dá)一定位置霍爾給出信號改變電流方向)產(chǎn)生磁場方向不同}所產(chǎn)生的磁場同性相吸異性相斥來產(chǎn)生動力。

按照霍爾元件的功能可將它們分為: 霍爾線性器件 和霍爾開關(guān)器件 。前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。

按被檢測的對象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為:直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。

前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對象上人為設(shè)置的磁場，用這個磁場來作被檢測的信息的載體。

通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時間等，轉(zhuǎn)變成電量來進(jìn)行檢測和控制。

霍爾元件的主要特性參數(shù)

1、輸入電阻Rr：霍爾片的兩個控制電極間的電阻值稱為輸入電阻。

2、輸出電阻RO：兩個霍爾電勢輸出端之間的電阻稱為輸出電阻。

3、額定控制電流Ic：是使在空氣中產(chǎn)生10℃溫升的控制電流。

4、不等位電勢UO：當(dāng)霍爾元件的激勵電流為Ic時，若元件所處位置磁感應(yīng)強度為零，則它的霍爾電勢應(yīng)該為零，但實際不為零。這時測得的空載霍爾電勢稱不等位電勢。

5、靈敏度KH ：在單位控制電流和單位磁感應(yīng)強度下，霍爾電勢輸出端開路時的電勢值，其單位為(V/AT)，它反映了霍爾元件本身所具有的磁電轉(zhuǎn)換能力，一般希望它越大越好。

6、寄生直流電勢νg：在不加外磁場時，交流控制電流通過霍爾元件而在霍爾電極間產(chǎn)生的直流電勢為寄生直流電勢。

7、霍爾電動勢溫度系數(shù)α：在一定磁場強度和控制電流作用下，溫度每變化1℃，霍爾電動勢變化的百分?jǐn)?shù)稱為霍爾電動勢溫度系數(shù)，與霍爾材料無關(guān)。

8、電阻溫度系數(shù)β：電阻溫度每變化1℃，霍爾元件材料的電阻變化率。