霍尔元件的连接和输出电路设计

1）霍尔元件的基本测量电路

霍尔元件的基本测量电路如图7.4所示，控制电流I由电源E供给，电位器W调节控制电流的大小。霍尔元件的输出接负载电阻RL，RL可以是放大器的输入电阻或测量仪表的内阻。由于霍尔元件必须在磁场和控制电流的作用下，才会产生霍尔电势UH，所以可以把I·B（乘积）、I、B作为输入信号，霍尔元件的输出电势分别正比于I·B或I、B。

图7.4　霍尔元件的基本测量电路

2）霍尔元件的连接方式

为了获得较大的霍尔电势输出，除基本测量电路外，可采用几片霍尔元件叠加的连接方式，如图7.5所示。其中图（a）为直流供电情况，控制电流端并联，由W1和W2调节两个元件的输出霍尔电势，A、B为输出端，输出电势为单片霍尔元件的2倍。图（b）为交流供电情况，控制电流端串联，各元件输出端接输出变压器B的初级绕组，变压器的次级便有霍尔电势信号的叠加输出。

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图7.5　霍尔元件输出叠加连接方式

3）霍尔电势的输出电路

霍尔元件是一种四端器件，输出电势一般在毫伏量级，实际使用中需加差分放大器。霍尔元件可分为线性测量和开关状态两种使用方式，输出电路有两种结构，分别接比例放大器和射极跟随器，如图7.6所示。

图7.6　霍尔元件的输出电路

当用霍尔元件作线性测量时，应选稳定性和线性度好、不等位电势小、灵敏度适合的霍尔元件，并选择低噪声放大器作为前置放大器。当霍尔元件作开关使用时，要选择灵敏度高的霍尔器件。