霍尔效应及霍尔效应传感器的工作原理
在本篇文章中，九祐将带大家一起学习什么是霍尔效应以及霍尔效应传感器是如何工作的。
概述
霍尔效应是测量磁场最常用的方法，霍尔效应传感器在当今非常流行并有许多应用。例如，它们可以用于汽车的轮速传感器以及曲轴或凸轮轴位置传感器。它们也经常被用作开关、MEMS指南针、接近传感器等。现在我们来看看这些传感器是如何工作的，但首先让我们解释一下什么是霍尔效应。
何谓霍尔效应？
下面这个实验解释了霍尔效应：如果我们有一个薄的导电板，如图示，我们设置电流流过它，载流子就会从板的一边直线流动到另一边。
现在，如果我们在平板附近引入磁场，我们就会干扰电荷载流子的直线流动，这是由一个叫做洛伦兹力的力引起的（Wikipedia）。在这种情况下，电子会偏转到板的一边，而正电孔会偏转到板的另一边。这意味着，如果我们把一个仪表放在另两边，我们会得到一些可以测量的电压。
因此，得到一个可测量的电压的效应，正如我们上面解释的，被称为霍尔效应，以埃德温·霍尔在1879年发现它的名字命名。
霍尔效应传感器
霍尔效应磁传感器的基本霍尔元件大多只提供非常小的电压，每高斯只有几微伏，因此，这些器件通常使用内置的高增益放大器制造。
霍尔效应传感器有两种类型，一种提供模拟输出，另一种提供数字输出。模拟传感器由稳压器、霍尔元件和放大器组成。从电路原理图中，我们可以看到传感器的输出是模拟的，与霍尔元件的输出或磁场强度成正比。这些类型的传感器是适合的，并用于测量接近，因为他们的连续线性输出。
另一方面，数字输出传感器只提供两种输出状态，“On”或“OFF”。这些类型的传感器有一个额外的元件，如电路原理图所示。这是施密特触发器，它提供滞后或两个不同的阈值水平，因此输出要么高，要么低。
这类传感器的一个例子是霍尔效应开关。它们经常被用作限位开关，例如在3D打印机和数控机床中，以及在工业自动化系统中用于检测和定位。
这些传感器的其他当代应用是测量轮/转子转速或RPM，以及确定发动机系统中的曲轴或凸轮轴的位置。
这些传感器由霍尔元件和永磁体组成，永磁体放置在附在转轴上的齿盘附近。
传感器和圆盘齿之间的间隙非常小，所以每当齿通过传感器附近时，它就会改变周围的磁场，这将导致传感器的输出或高或低。因此，传感器的输出是一个方波信号，可以方便地用于计算转轴的转速。
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