作者：RE

現在的位置傳感技術不僅非常可靠、成本低，而且易于實施。它需要什么呢？一個 3 引腳器件和一塊小型磁性材料！

（實際尺寸）

應用

霍爾效應傳感技術無處不在：

無刷 DC 電機將其用于換向決擇；

工業閥門將其用于獲得位置信息，測量流量；

汽車將其用于發動機定時、牽引力控制、踏板定位以及門禁等；

游戲控制器將其用于傳感各種觸發器；

膝上型電腦將其用于傳感上蓋閉合；

車把把套、操縱桿以及轉盤將其用于傳感運動。

物理特性

基本物理特性極具吸引力，而且值得慶幸的是，即便沒有高深的電磁專業知識也能理解。無論什么時候電流流過導體，垂直方向都會產生磁場，這樣會在第 3 個垂直方向的整個導體上形成很小的電壓。這就是霍爾效應。產生電壓的原因是磁場對電流中移動的電子施加了洛倫茲力，導致電子在一邊積累。這種電子的不平均分布實際上是微伏電壓，它必須放大才能使用。

模擬霍爾傳感器

德州儀器 （TI） 的 DRV5053 模擬霍爾 IC 有 3 個引腳：電源、接地和輸出。在沒有外部磁場時，輸出可驅動 1V 電壓。在磁場線從封裝底部穿到頂部時，輸出會根據磁通量密度的垂直組件線性降低至 0V。這相當于將一個南磁極帶到了器件頂部附近。

如您所愿，讓北磁極靠近可將輸出電壓提升至 2V。微控制器 ADC 可通過該電壓來了解物體的位置與加速度。

在每個霍爾 IC 中，實際上都有 4 個傳感元件。它們能夠與可消除 DC 失調的斬波技術聯用。

數字霍爾傳感器

TI 數字霍爾傳感器使用預定磁閥值，而且在達到該閥值時，其開漏輸出會拉低。有 3 種器件類型：

DRV5013 鎖存器 — 輸出變低時閉鎖，直到應用相反磁極時才會恢復到高阻抗。

2. DRV5023 開關 — 有磁場時輸出僅為低。

3. DRV5033 全極開關 — 有磁場時輸出僅為低，而且兩個磁極性都一視同仁。優勢是：如果磁定向很靈活，可簡化產品裝配。

優勢是什么？

簡單 = 靈活：這些 3 引腳器件采用表面貼裝及通孔封裝。常見磁體在膠膜、涂層以及粘合劑上以離散形式提供。記住，感測的移動部件可采取措施阻擋霍爾傳感器與磁體之間的磁場。

低成本：傳感解決方案為系統增加的材料清單成本通常都非常低。

良好的外界保護：霍爾傳感器可輕松嵌入在密封外殼中，其可防止 PCB 進水、腐蝕和 ESD。

無耗損：10 年之后，固態傳感仍具有出廠之日的工作性能。

溫度性能一致：在 -40°C 至 125°C 范圍內，性能幾乎保持不變。