霍尔元件采样技巧与注意事项

1.霍尔效应

把半导体芯片置于磁场的作用下，在一个方向上通入激励电流I_H，则在其垂直方向上将感应出与磁场强弱成正比的电动势U_H，称为霍尔电动势或霍尔电压。这种现象，称为霍尔效应，如图4-13a所示。

图4-13 霍尔效应

a）霍尔效应 b）霍尔效应的应用 c）霍尔芯片

利用霍尔效应，可以很方便地测量电流。把一个线圈缠绕在高频磁心上，高频磁心的一侧开一个口，把霍尔芯片镶嵌在里面，将被测电流通入线圈，则被测电流I_X的大小，将决定高频磁心里磁场的大小，也就决定了霍尔芯片感应出的霍尔电动势U_H的大小，如图4-13b所示。

常见的霍尔芯片有三个引脚，如图4-13c所示。

2.霍尔传感器

利用霍尔效应制成传感器时，必须有一个稳定的激励电流I_H。因为霍尔芯片自身的电阻R_H是很小的，所以只要在直流稳压电路中串联一个比R_H大得多的电阻R₁（R₁>>R_H），就可以得到稳定的激励电流，如图4-14a所示：

(www.xing528.com)

实际应用的霍尔传感器常常做成集成电路，如图4-14b所示。当被测电流很大时，也可将导线穿过磁心，如图4-14c所示。

图4-14 霍尔传感器

a）霍尔传感器 b）集成霍尔传感器 c）大电流测量

3.电流检测的基本电路

用一个恒流源电路为霍尔芯片提供稳定的激励电流I_H。令被测电流I_X流过高频磁芯上的线圈，霍尔芯片将得到与被测电流I_X成正比的电压信号U_H。但U_H十分微弱，须经运算放大器A放大后，才能得到CPU能够接收的“电流信号”，如图4-15所示。

图4-15 利用霍尔传感器的电流测量