霍尔传感器是一种检测磁场的传感器， 可以用来检测磁场的存在和变化， 广泛用在测量、 自动化控制、 交通运输和日常生活等领域。

一、霍尔传感器的实物外形

霍尔传感器的实物外形如下图所示。

二、霍尔传感器的结构与工作原理

1、霍尔效应

当一个通电导体置于磁场中时， 在该导体两侧面会产生电压， 该现象称为霍尔效应。以下图所示为霍尔传感器的工作原理。先给导体通图示方向（z轴方向） 的电流I， 然后在与电流垂直的方向（y轴方向） 施加磁场B， 那么会在导体两侧（x轴方向） 产生电压UH， UH称为霍尔电压。

2、霍尔元件与霍尔传感器

金属导体具有霍尔效应， 但其灵敏度低， 产生的霍尔电压很低， 不适合作霍尔元件。霍尔元件一般由半导体材料（锑化铟最为常见） 制成， 其结构如下图所示， 它由衬底、十字形半导体材料、 电极引线和磁性体顶端等构成。 十字形锑化铟材料的4个端部的引线中， ①、 ②为电流引脚， ③、 ④为电压引脚， 磁性体顶端的作用是聚集磁场磁感线来提高元件的灵敏度。

由于霍尔元件产生的电压很小， 故通常将霍尔元件与放大电路、 温度补偿电路及稳压电源等集成在一个芯片上， 称之为霍尔传感器。

三、霍尔传感器的种类

霍尔传感器可分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。

1． 线性型霍尔传感器

线性型霍尔传感器主要由霍尔元件、 线性放大器和射极跟随器组成， 其组成如下图 所示。 当施加给线性型霍尔传感器的磁场逐渐增强时， 其输出的电压会逐渐增大， 即输出信号为模拟量。

2． 开关型霍尔传感器

开关型霍尔传感器主要由霍尔元件、 放大器、 施密特触发器（整形电路） 和输出级组成， 其组成和特性曲线如下图所示。 当施加给开关型霍尔传感器的磁场增强时， 只要磁感应强度小于BOP， 其输出电压Uo就为高电平， 当磁感应强度大于BOP时输出由高电平变为低电平； 当磁场减弱时， 磁感应强度需要减小到BRP， 输出电压Uo才能由低电平转为高电平， 也就是说， 开关型霍尔传感器由高电平转为低电平和由低电平转为高电平所要求的磁感应强度是不同的， 高电平转为低电平要求的磁感应强度更强。

四、霍尔传感器的应用

1、线性型霍尔传感器的应用

线性型霍尔传感器具有磁感应强度连续变化时输出电压也连续变化的特点， 主要用于一些物理量的测量。下图所示是一种采用线性型霍尔传感器构成的电子型电流互感器， 用来检测线路的电流大小。 当线圈有电流流过时， 线圈会产生磁场， 该磁场磁感线沿铁芯构成磁回路， 铁芯上开有一个缺口， 缺口中放置一个霍尔传感器， 磁感线在穿过霍尔传感器时， 传感器会输出电压， 电流越大， 线圈产生的磁场越强， 霍尔传感器输出的电压越高。

2、开关型霍尔传感器的应用

开关型霍尔传感器具有磁感应强度达到一定强度时输出电压才会发生电平转换的特点， 主要用于测转数、 转速、 风速、 流速， 或用在接近开关、 关门告知器、 报警器和自动控制电路中。

下图所示是一种采用开关型霍尔传感器构成的转数测量装置的结构示意图， 转盘每旋转一周， 磁铁靠近传感器一次， 传感器就会输出一个脉冲， 只要计算输出脉冲的个数， 就可以知道转盘的转数。

下图所示是一种采用开关型霍尔元件构成的磁铁极性识别电路。 当磁铁S极靠近霍尔元件时， d、 c间的电压极性为d+、 c-， 三极管VT1导通， 发光二极管VD1有电流流过而发光； 当磁铁N极靠近霍尔元件时， d、 c间的电压极性为d-、 c+， 三极管VT2导通， 发光二极管VD2有电流流过而发光； 当无磁铁靠近霍尔元件时， d、 c间的电压为0V， VD1、VD2均不亮。

霍尔传感器是一种磁场传感器，是依据霍尔效应制作的。是霍尔1879年在研究金属导电机构时发明的，之后有在导电流体和半导体中均发现此效应。被广泛的应用于检测技术，信息处理及工业自动化技术当中。霍尔器件拥有着众多特点，它体积小，重量轻，安装方便，功耗小，频率高还生命长，耐振动不怕油污，水汽，盐雾灰尘等污染。

霍尔传感器的作用

位移测量

可用来位移测量，把线性型的霍尔传感器放在两块相对放着的同极性永久磁铁中间，此时这个点可视为位移零点，磁感强度便为零。当传感器在Z轴上向△Z位移的时候这时传感器会有电压输出，此时的位移大小和电压大小是成正比例的。

力测量

若将压力和拉力之类的参数当做位移时，我们可以测出压力和拉力的大小，并且可按照此原理来制作力传感器。

角速度测量

一般非磁性材质的圆盘的周边上会黏一块磁钢，当霍尔传感器接近圆盘周边的时候，圆盘会旋转一周，并且霍尔传感器会同时输出一个脉冲，利用这个原理可测出旋转的圈数，如果在这之中插入频率计便可以测出旋转的速度。

线速度测量

把开关型的霍尔传感器按照指定位置有规律的放置在轨道上面，当有运动车辆的永磁体经过传感器的时候，我们可以利用测量电路来测量脉冲信号，然后依据脉冲信号的分布可以测出车辆的运动速度。

霍尔传感器在汽车工业，出租车，变频器中都有着广泛的应用，其中汽车中应用于车身动力控制，防抱死制动系统及牵引力控制。出租车主要是应用于出租车上的计价器，根据装载车轮上的传感器，计算后便可得出计费公里数。而变频器中主要是用来保护变频器中的大功率晶体管，在出现短路的情况时，将会及时切断电源，对晶体管起到保护的作用。

霍尔传感器它根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。接触到的一种就是压力传感器，它是利用霍尔效应的工作原理。

霍尔传感器的工作原理：在磁场中有个霍尔半导体片，恒定电流从A经过B通过霍尔半导体片。在洛伦磁力的作用下，电流的电子流通过霍尔半导体时向一侧偏移，使霍尔半导体片在CD方向产生电位差，也就是霍尔电压。霍尔电压随着磁场强度的变化而变化，磁场越强其霍尔电压越高，反之其霍尔电压越低，一般都是几mv，但在集成电路中经过放大器放大，就能使该电压放大足以输出的较大信号。如果霍尔集成电路能起传感器作用，只需要以机械方法去改变磁感应强度。

霍尔传感器用途：通过它能将许多非电非磁的物理量，如压力、力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数等及工作状态发生变化时间，转成电量进行检测和控制。它的仪表有压力变送器可以用来测量介质的压力、转速传感器用来测量机械部件的转动的转速等

朋友们好，我是电子及工控技术，我来回答这个问题。霍尔传感器对我来说还是比较熟悉的，我在维修电瓶车时，电瓶车的调速车把里就有霍尔传感器元件，在电瓶车的无刷电机中也会用到霍尔传感器元件；另外在数控车床的自动刀架上也安装了几个霍尔传感器，由此可见霍尔传感器在我们的日常生产和生活中使用非常广泛，今天正好借助这个话题与朋友们一起聊聊关于霍尔传感器的一些问题。

霍尔传感器的由来

霍尔传感器是利用半导体材料，它是根据霍尔效应制作的一种传感器。这个霍尔其实是一个人名，他是一位美国的物理学家，他早在一百多年前的1879年就通过很多次实验发现了在一个金属薄片上通过一个恒定的电流，然后把这个薄片再放到磁场中，这时候他发现在金属的另外两侧就会出现电压。这个电压是与磁场有关系的，当磁场强时，这个电压就高，当磁场弱时，这个电压就低。当时由于技术的限制，还没有发现类似硅半导体这种材料，因此使用金属来获得的电压都比较小，直到上个世纪40年代末，硅半导体的出现，霍尔效应才逐渐进入到实际应用领域。

后来人们为了纪念霍尔在这方面做出的贡献，因此用他的名字来命名这种传感器，现在人们大都采用半导体作为霍尔传感器的材料，当我们给它通入电流时，在与电流和磁场都垂直的方向上就会产生电压，我们把这种现象叫霍尔效应。我们把这种利用霍尔效应制作的传感器称为霍尔传感器。

霍尔传感器的原理与结构

我们以半导体霍尔元件为例来说明它的工作过程。在下图中我们给半导体霍尔元件通入电流I，然后把这个半导体薄片放在以磁场强度为B的磁场中，这时半导体内的电子将受到一种磁力（洛仑兹力）F的作用就会向内侧移动，因此在内侧就堆积了很多电子，随着电子堆积的越来越多，此时就会形成一种电场。当电子既受到磁场力的作用，又受到电场力的作用，如果此时两种力达到了一种平衡时，那么电子的堆积也就达到了一种动态平衡，这时候就建立起一种电压，我们把这种电压叫霍尔电动势，一般用Eh表示，那么霍尔电动势Eh可用Eh=KIB来表示。从这个式子可以看到，这个K是霍尔元件的灵敏度，这个I和B分别表示通入的电流和所在的磁场强度，因此我们知道，在通入电流一定的情况下，磁场强度越强，那么所感应的霍尔电动势就越大。

我们通过实验可以知道单单用霍尔元件本身它所输出的电压是非常小的，同时我们又知道，半导体器件容易受温度影响。因此现在的霍尔传感器一般都把霍尔元件、放大器、温度补偿电路以及稳压电源等制作在一个芯片里，单就霍尔元件本身的结构来说，一般它是由半导体、薄膜、衬底以及引线等部分构成，如下图所示。

霍尔传感器的作用

我们知道了霍尔传感器的原理之后就能够知道它的作用了，首先它可以用来检测外界磁场的变化，还可以做成无触点控制的传感器，比如有一种接近开关就是用霍尔传感器制作的，它可以检测磁性物体。我们知道霍尔传感器一般可以分为线性型和开关型两类。对于线性霍尔传感器它与外加磁场强度呈线性关系，比如我们的电瓶车转把里的霍尔元件就是用的线性霍尔传感器；对于开关型霍尔传感器来说，它输出类似开关的接通与断开，也就是说它能够输出“1”和“0”，比如在数控车床刀架里所用的霍尔传感器就是开关型的，它主要是用来检测车刀是不是到位的。

另外在测量位移、压力等方面也是可以用到霍尔传感器的，一般我们比较常用的霍尔传感器有CS-3000系列、SH-100系列、HK系列等。

霍尔传感器检测

我们知道霍尔传感器在有磁场靠近时就会从输出端输出一个电压信号，因此我们可以测量输出端的电压变化来判断霍尔传感器是不是正常。我们知道在集成的霍尔传感器中，它通常为集电极开路输出型的，因此我们在检测它的质量好坏时要加一个限流电阻。在正常时，霍尔传感器输出端“3”脚应为高电平，一般会接近电源电压Vcc。当我们用一个小磁铁靠近霍尔传感器印有数字的一面时，如果此时万用表指示的电压降到0.6V以下的话，说明霍尔传感器是好的。如果当小磁铁已接触到霍尔传感器印有数字的一面时，万用表指示的电压仍不下降，然后把磁铁的磁极调换一下再试，如果这时万用表指示下降为0.6V以下的话，也说明霍尔传感器是好的，如果正反时，万用表电压都不下降，这就说明霍尔传感器已经损坏不能用了，其测试方法如下图所示。

以上就是我对这个问题的回答，欢迎朋友们参与讨论，敬请关注电子及工控技术，感谢点赞。

霍尔传感器是1种检测磁场强弱、磁极变化的电子装置，应用在电子调节控制方面，说1个最贴合实际的用途，就是大伙出行骑的俩轱辘，或者是仨轱辘的电动车，它的右手调速转把内加装了霍尔传感器，实现整车行驶的调速功能。还有后轱辘上无刷电机里的定子线圈附近安装的霍尔传感器，用来检测转子上磁钢的极性变化，配合右手调速转把调节，让整车在调速过程中更加平顺，让我们更容易控制它，不会过于生硬。

了解一下霍尔效应就知道什么是霍尔传感器了，就是改变加载霍尔传感器的磁场强度或频率来控制输出电路电压的原件