霍尔传感器在各领域中的广泛应用及其特点

霍尔传感器具有灵敏度高、线性度好、稳定性高、体积小和耐高温等特性，已广泛应用于非电量测量、自动控制、计算机装置和现代军事技术等各个领域。

【例7.1】　霍尔式位移传感器。

霍尔式位移传感器的结构如图7.10（a）所示，在极性相反、磁场强度相同的两个磁钢的气隙间放置一个霍尔元件，当控制电流I恒定不变时，霍尔电势UH与外磁感应强度成正比。若磁场在一定范围内沿x方向的变化梯度dB/dx为一常数，如图7.10（b）所示，则当霍尔元件沿x方向移动时，霍尔电势变化为

图7.10　霍尔式位移传感器

由式（7.18）知，霍尔电势与位移量呈线性关系，且磁场梯度越大，灵敏度越高；磁场梯度越均匀，输出线性度越好。当x＝0时，元件置于磁场中心位置，UH＝0。输出极性反映了元件位移方向，这种位移传感器可测量1～2 mm的微小位移。

【例7.2】　汽车霍尔点火器。

汽车霍尔点火器的结构如图7.11所示。霍尔元件固定在汽车分电器的白金座上，在分火点上安装一个隔磁罩，罩的竖边根据汽车发动机的缸数，开出等间距的缺口。当缺口对准霍尔元件时，磁通通过霍尔器件而构成闭合回路，电路导通，如图7.11（a）所示，此时霍尔电路输出低电平（≤0.4 V）。当隔磁罩竖边凸出部分挡在霍尔元件和磁体之间时，电路截止，如图7.11（b）所示，此时霍尔电路输出高电平。

(www.xing528.com)

图7.11　霍尔传感器磁路示意图

霍尔电子点火器的原理如图7.12所示，当霍尔传感器输出低电平时，T1截止，T2、T3导通，点火线圈的初级有一恒定电流通过；当霍尔传感器输出高电平时，T1导通，T2、T3截止，点火器的初级线圈电流截止，此时储存在点火线圈中的能量由次级线圈以高压放电形式输出，即放电点火。

图7.12　霍尔电子点火器原理图

汽车霍尔电子点火器，由于它无触点、节油，能适用于恶劣的工作环境和各种车速，冷启动性能好，目前已被广泛采用。

【例7.3】　霍尔元件在转速测量上的应用。

利用霍尔元件测量转速的原理：将永磁体按适当的方式固定在被测轴上，霍尔元件置于磁铁的气隙中，当轴转动时，霍尔元件输出的电压则包含有转速的信息。将霍尔元件输出电压经后续电路处理，便可得到转速数据。图7.13是两种测量转速的方法示意图。

图7.13　转速测量方法

扫描下图可浏览AR资源——霍尔传感器测量转速。