成都的冬天是不是來了，昨天竟開始變得有點小冷了。

估計米亞羅的紅葉又開始“泛濫”了。

但是我哪裡也不去，呆在家裡寫日記。

本來我是想接着上一篇，再寫一下直流電機，還有伺服電機的。

但是，我在看直流電機文檔時，發現需要先理解霍爾傳感器。

所以今天還是先說下霍爾傳感器的原理。

這篇日記不長，讀起來也很輕松。

花5分鐘時間，我們來了解一下霍爾傳感器。

開始吧。

1.霍爾傳感器的原理

說起霍爾傳感器，其實它的基本原理，還得從我們中學時學過的洛倫茲力說起。

霍爾傳感器的原理，公衆号：羅羅日記

霍爾傳感器的原理

左圖：電子受到的洛倫茲力向右。右圖，霍爾感應：薄闆左右兩側因電勢差，形成電壓，稱為霍爾感應電壓。

我們知道，電子在磁場中運動時，會受到洛倫茲力(Lorentz force)的作用。

如上，我們先看左邊這幅圖，當電子向上運動時，其産生的電流向下。

好了，我們使用左手定則，讓磁場B的磁感線（射入屏幕）穿入手心，也就是手心向外，并用四指指向電流方向，也就是四指向下，那麼，大拇指的方向就是電子的受力方向。

在這幅圖中，電子受力向右。

所以在外磁場的作用下，薄闆中的電荷會向一側傾斜。

在上面的例子中，電子向右側傾斜，那麼就會在左右兩邊形成電勢差。

如右圖，如果用電壓表接在左右兩側，那麼會檢測到電壓。

這就是霍爾感應的基本原理。

檢測到的電壓叫霍爾感應電壓。

如果取走外磁場，那麼霍爾電壓消失。

如果用形象的圖來表示，霍爾感應就像下面這張圖。

i表示電流方向，Bi表示電流方向，B表示外磁場方向，V表示霍爾電壓，盒子中的小圓點可以看作是電子。

當然，實際的霍爾傳感器，其實很小。

下面是一個霍爾傳感器的内部結構。

霍爾傳感器工作示意圖

外部旋轉磁場經過傳感器，産生周期變化的信号，再通過傳感器内部電路處理，輸出數字信号，或者模拟信号。

其核心就是感應外部磁場（輸入），産生電壓（輸出）。

這就是霍爾傳感器的工作原理。

是不是很簡單。

2.霍爾傳感器的分類

按照輸出量是數字量還是模拟量，霍爾傳感器分為數字式和模拟式兩種。

根據激活和關閉工作特性，霍爾傳感器又分為單極式和雙極式兩種。

數字式霍爾傳感器電路圖

數字式霍爾傳感器輸出量

模拟式霍爾傳感器電路圖

模拟式霍爾傳感器輸出量

雙極式霍爾傳感器：分别用磁鐵的兩極來觸發和釋放霍爾傳感器

單極式霍爾傳感器：僅用磁鐵的S極來觸發和釋放霍爾傳感器

3.霍爾傳感器的應用

上面，我們對霍爾傳感器的原理和基本類型有了大體的認識。

那麼，接下來，我們看看霍爾傳感器有哪些應用。

當然，首先就是用在直流無刷電機上。

示意圖如下，具體工作原理我們下一篇再講，這裡不過多解釋。

霍爾傳感器在無刷直流電機中的應用：霍爾傳感器感應轉子的位置，然後告訴控制器怎麼改變線圈通電次序。

用作近傳感器

探測紙的存在

作為互鎖感應

作為速度傳感器

當然，實際上，霍爾傳感器還有更多的應用，以上隻是部分例子（大部分例子來自Honeywell）。

到這裡，我們說了霍爾傳感器的一些應用。

那麼霍爾傳感器有什麼優缺點呢？

4.霍爾傳感器的優缺點

因為是利用磁感原理，所以霍爾傳感器有如下的優點：

（1）可用于探測多種物理量，例如位置感應，速度以及運動方向的感應。

（2）因為是固态設備，而且沒有活動部件，所以不會出現摩擦及磨損，理論上有無限壽命。

（3）穩固，高重複性，幾乎免維護。

（4）不受振動，灰塵和水的影響。

（5）可應用于高速測量，例如大于100KHz，而電容和電感式傳感器在如此高速應用時，輸出信号就會變得扭曲。

（6）低成本。

（7）體積小，可用于表面貼裝。

當然，也正因為如此，它也有一些缺點：

（1）線性霍爾傳感器，測量距離受限。

（2）因為利用磁性，所以外部磁場可能會影響測量值。

（3）因為高溫會影響導體電阻，反過來，會影響載流子的遷移率和霍爾傳感器的靈敏度。

好了，讓我們回顧一下，今天說了哪些東西。

霍爾傳感器的原理，霍爾傳感器的分類，霍爾傳感器的應用，霍爾傳感器的優缺點。

差不多了，今天就到這裡吧。

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如果你有什麼想補充的，想對羅羅說的，都可以在留言區留言，我看到後會一一回複。

對了，不要太想我，我們下一篇直流電機的工作原理再見。

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