霍尔原理，霍尔原理

本文目录一览

1，霍尔原理
2，通俗地介绍一下霍尔效应的原理通俗不要从网上找
3，霍尔效应原理
4，什么是霍尔原理
5，霍尔传感器的作用与原理
6，霍尔原件的物理原理和应用

1，霍尔原理

通过电流的半导体在垂直电流方向的磁场作用下，在与电流和磁场垂直的方向上形成电荷积累和出现电势差的现象。

霍尔原理

2，通俗地介绍一下霍尔效应的原理通俗不要从网上找

电荷在垂直于磁场运动时受到洛仑兹力，洛仑兹里让电荷偏转。当一块导体通有电流，电流方向就是电荷运动的方向，电荷运动受到洛仑兹力偏转，造成电荷导体一侧积累，根据左手定则判断电荷运动方向，于是，在垂直于电流和磁场方向，形成了一个特殊现象，就是电荷不断的移动到导体一侧，直到电场力和洛仑兹力平衡。如果此时接有电压表，那么会测出导体横向上有电压。

首先要清楚洛伦兹力是运动于电磁场的带电粒子所受的力，所以只有运动的带电粒子才会在电磁场中受到洛伦兹力的作用。在金属导体中运动的粒子就是带负电的电子，你给的图中也说明了电子是向下运动的。带正电粒子（空穴）自身不移动所以不受洛伦兹力影响，它相对运动的方向就是电子运动的反方向。

通俗地介绍一下霍尔效应的原理通俗不要从网上找

3，霍尔效应原理

霍尔效应的原理是：固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。大量的研究揭示：参加材料导电过程的不仅有带负电的电子，还有带正电的空穴。

霍尔效应原理

4，什么是霍尔原理

霍尔效应在应用技术中特别重要。霍尔发现，如果对位于磁场(b)中的导体(d)施加一个电压(iv)，该磁场的方向垂直于所施加电压的方向，那么则在既与磁场垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另一个电压(uh)，人们将这个电压叫做霍尔电压，产生这种现象被称为霍尔效应。好比一条路, 本来大家是均匀的分布在路面上, 往前移动. 当有磁场时, 大家可能会被推到靠路的右边行走. 故路 (导体) 的两侧, 就会产生电压差. 这个就叫“霍尔效应”。根据霍尔效应做成的霍尔器件，就是以磁场为工作媒体，将物体的运动参量转变为数字电压的形式输出，使之具备传感和开关的功能。讫今为止，已在现代汽车上广泛应用的霍尔器件有：在分电器上作信号传感器、abs系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表、液体物理量检测器、各种用电负载的电流检测及工作状态诊断、发动机转速及曲轴角度传感器、各种开关，等等。例如汽车点火系统，设计者将霍尔传感器放在分电器内取代机械断电器，用作点火脉冲发生器。这种霍尔式点火脉冲发生器随着转速变化的磁场在带电的半导体层内产生脉冲电压，控制电控单元（ecu）的初级电流。相对于机械断电器而言，霍尔式点火脉冲发生器无磨损免维护，能够适应恶劣的工作环境，还能精确地控制点火正时，能够较大幅度提高发动机的性能，具有明显的优势。用作汽车开关电路上的功率霍尔电路，具有抑制电磁干扰的作用。许多人都知道，轿车的自动化程度越高，微电子电路越多，就越怕电磁干扰。而在汽车上有许多灯具和电器件，尤其是功率较大的前照灯、空调电机和雨刮器电机在开关时会产生浪涌电流，使机械式开关触点产生电弧，产生较大的电磁干扰信号。采用功率霍尔开关电路可以减小这些现象。霍尔器件通过检测磁场变化，转变为电信号输出，可用于监视和测量汽车各部件运行参数的变化。例如位置、位移、角度、角速度、转速等等，并可将这些变量进行二次变换；可测量压力、质量、液位、流速、流量等。霍尔器件输出量直接与电控单元接口，可实现自动检测。目前的霍尔器件都可承受一定的振动，可在零下40摄氏度到零上150摄氏度范围内工作，全部密封不受水油污染，完全能够适应汽车的恶劣工作环境。

5，霍尔传感器的作用与原理

直测式霍尔电流传感器原边电流Ip产生的磁通量聚集在磁路中，并由霍尔器件检测出霍尔电压信号，经过放大器放大，该电压信号精确地反映原边电流。磁平衡霍尔电流传感器原边电流Ip产生的磁通量与霍尔电压经放大产生的副边电流Is通过副边线圈所产生的磁通量相平衡。副边电流Is精确地反映原边电流。磁平衡霍尔电压传感器原边电压Vp通过原边电阻R1转换为原边电流Ip，Ip产生的磁通量与霍尔电压经放大产生的副边电流Is通过副边线圈所产生的磁通量相平衡。副边电流Is精确地反映原边电压。霍尔电流电压传感器特点》》》◎ 直测式霍尔电流传感器（50A……10000A）Ⅰ、测量频率： 0……50KHzⅡ、反应时间：＜7uSⅢ、线性度： 1%Ⅳ、电源耗电少◎ 磁平衡霍尔电流传感器（1A……1000A）Ⅰ、测量频率： 0……150KHzⅡ、精度： 0.2%Ⅲ、反应时间：＜1uSⅣ、线性度好： 0.1%磁平衡霍尔电压传感器Ⅰ、测量频率： 0……20KHzⅡ、线性度好： 0.1%Ⅲ、反应时间： 40uS 使用传感器模块注意事项》》》◎ 传感器模块在使用时，应先接通副边电源，再接通原边电流或电压。◎ 在选用传感器模块时，要根据测量范围、精度、反应时间及接线方式等参数，选用不同型号的传感器。◎ 测量电流时，最好使用单根导线充满传感器模块孔径，以便得到最佳的动态性能和灵敏度。◎ 传感器模块的最佳测量精度是额定值下测得的，当测量值低于额定值时，原边用多匝绕线，使总的安匝数接近额定值，从而获得最佳测量精度。◎ 电流母线温度不得超过100度。传感器的应用领域》》》◎ 逆变电焊机◎ 通讯或UPS电源◎ 电力机车◎ 数控机床◎ 伺服系统◎ 变频器◎ 家用变频◎ 军用装备

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔于1879年在研究金属的导电机构时发现的。　　霍尔传感器工作原理：磁场中有一个霍尔半导体片，恒定电流I从A到B通过该片。在洛仑兹力的作用下，I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移，使该片在CD方向上产生电位差，这就是所谓的霍尔电压。　　霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低，霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就能使该电压放大到足以输出较强的信号。若使霍尔集成电路起传感作用，需要用机械的方法来改变磁场强度。霍尔集成电路的输出电压的变化，就能表示出叶轮驱动轴的某一位置，利用这一工作原理，可将霍尔集成电路片用作用点火正时传感器。霍尔效应传感器属于被动型传感器，它要有外加电源才能工作，这一特点使它能检测转速低的运转情况。

1.霍尔效应与其物理现象的应用综述：在磁场力作用下，在金属或通电半导体中将产生霍耳效应，其输出电压与磁场强度成正比。基于霍耳效应的霍耳传感器常用于测量磁场强度，其测量范围从10oe到几千奥斯特。尽管人们早在1879年就知道了霍耳效应，但直到20世纪60年代末期，随着固态电子技术的发展，霍耳效应才开始被人们所应用。自此，霍耳传感器也得到了飞速的发展，并在汽车、工业、计算机等行业中得到广泛应用，如齿轮速度检测、运动与接近检测及电流检测等。霍耳传感器的出现，解决了许多以往让人感到棘手的问题。

6，霍尔原件的物理原理和应用

来之不易，希望采纳一、霍尔效应原理（一）经典霍尔效应霍尔效应是载流试样在与之垂直的磁场中由于载流子受洛仑兹力作用发生偏转而在垂直于电流和磁场方向的试样的两个端面上出现等量异号电荷而产生横向电势差U的现象。电势差U称为霍尔电压，E称为霍尔电场强度。此时的载流子既受到洛伦兹力作用又受到与洛伦兹力方向相反的霍尔电场力作用，当载流子所受的洛伦兹力与霍尔电场力相等时，霍尔电压保持相对稳定。如图1 所示，将载流导体板放在磁场中，使磁场方向垂直于电流方向，在导体板两侧ab 之间就会出现横向电势差U。1．霍尔元件的特点。霍尔元件的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀，调试方便等。霍尔元件和永久磁体都能在很宽的温度范围(-40℃～1 50℃)、很强的振动冲击条件下工作，且磁场不受一般介质的阻隔。另外它的变换器组件能够和相关的信号处理电路集成到同一片硅片上，体积小，成本低，且具有较好的抗电磁干扰性能。 2．霍尔元件的分类。按照霍尔元件的结构可分为：一维霍尔元件、二维霍尔元件和三维霍尔元件。一维霍尔元件又被称为单轴霍尔元件，它的主要参数是灵敏度、工作温度和频率响应。运用此类器件时，就可将与适当的小磁钢一起运动的物体的位置、位移、速度、角度等信息以电信号的形式传感出来，达到了自动测量与控制的目的。二维霍尔元件的结构是二维平面，也被称为平面霍尔元件；三维霍尔元件通常被称为非平面霍尔元件。霍尔元件按功能可分为：线形元件、开关、锁存器和专用传感器。如图人们在利用霍尔效应原理开发的各种霍尔元件已广泛应用于精密测磁、自动化控制、通信、计算机、航天航空等工业部门及国防领域。按被检测的对象的性质可将它们的应用分为直接应用和间接应用。直接应用是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，间接应用是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它将许多非电、非磁的物理量，如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。 1．医学方面的运用（1）利用霍尔效应，科学家研制了一种精密的电磁流量计—测量血液流速的仪器。如图4，利用电磁流量计，可以较为准确地测得流过血管的血流量。但是电磁流量计测量是一种损伤性的方法，使用时要将被测血管暴露在体外，它常常用于动物的实验和心脏、动脉手术中测定血流速度和血流量。（2）电磁泵是一种利用作用在导电液体上的磁场力来运送导电液体的装置。如图5，这种泵在医学上常被用来输送血液或其他电解质溶液，由于这种装置没有任何机械运动部件，不会使血液中细胞受到损害，而且可以全部密封，避免了污染。在人工心肺机和人工肾装置中常用它来输送血液。2．日常生活中的应用　　录音机的换向机构就是使用霍尔传感器检测磁带终点并完成自动换向功能的；录像机中的磁鼓电机常采用锑化铟霍尔元件；洗衣机中的电动机主要依靠霍尔传感器检测与控制电动机的转速、转向功能。霍尔开关类传感器还用于电饭煲、气炉的温度控制和电冰箱的除霜等方面。大量应用于影碟机、VCD等家用电器和仪表中的霍尔电机是一种无刷电机，它是利用转速变化信号控制霍尔电压信号变化，从而调节驱动电路驱动管中的工作电流，即调节电动机定子绕组电流，实现对电动机转速与稳速的控制，克服了一般带电刷或整流子直流电机不能达到转速稳、寿命长、噪声小的致命弱点。霍尔效应动感检测器与电子线路组装可制成报警器，带在老人或消防人员身上，当出现昏迷、跌倒等危险情形时可报警发出声响，还可用来装在汽车或摩托车上，达到防盗目的。　　3．工程技术中的应用　（1）测量电流强度。将霍尔器件的输出（必要时可进行放大）送到经校准的显示器上，即可由霍尔输出电压的数值直接得出被测电流值。这种方式的优点是结构简单，测量结果的精度和线性度都较高。可测直流、交流和各种波形的电流。在现在的工业现场，霍尔电流传感器是电流检测的首选产品。（2）测量微小位移。若令霍尔元件的工作电流保持不变，而使其在一个均匀梯度磁场中移动，它输出的霍尔电压UH值只由它在该磁场中的位移量来决定。产生梯度磁场的磁系统及其与霍尔器件组成的位移传感器，将它们固定在被测系统上，可构成霍尔微位移传感器。用霍尔元件测量位移具有灵敏度高，惯性小、频响快、工作可靠、寿命长等优点，但工作距离较小。以微位移检测为基础，可以构成压力、应力、应变、机械振动、加速度、重量、称重等霍尔传感器。（3）压力传感器。霍尔压力传感器由弹性元件，磁系统和霍尔元件等部分组成，加上压力后，使磁系统和霍尔元件间产生相对位移，改变作用到霍尔元件上的磁场，从而改变它的输出电压UH。由事先校准的P～f( UH)曲线即可得到被测压力P的值。　（4）车用传感器。车用传感器是电子控制系统的主要组成部分之一，在实现车辆电子化中占有举足轻重的地位。一辆电子控制系统比较完整的豪华轿车中，几乎可以有20～30个霍尔传感器用于汽车工作状态的测量和控制。另外，霍尔效应传感器还可用于车用导航系统，变速器控制，汽车生产线自动控制，以及公路挠性路面的检测等。随着车辆电子化的发展，对车用传感器开展以下几个方面的研究开发：环境检测用传感器：主要集中研究开发采用微波的抗振雷达，采用红外线的障碍检测装置，采用超声波和CCD摄像机相结合的距离监测装置，采用微波与红外线和摄像机相结合的视觉放大系统。路况检测用传感器：主要研究开发监测与判断轮胎与路面的各种参数等方面的传感器。车辆状态检测用传感器：主要研究开发用于车速和角速度测量的传感器。未来的汽车用传感器技术，总的发展趋势是微型化、多功能化、集成化和智能化。　（5）电磁无损探伤。钢丝绳作为起重、运输、提升及承载设备中的重要构件，被应用于矿山、运输、建筑、旅游等行业，但由于使用环境恶劣，在它表面会产生断丝、磨损等各种缺陷，所以，及时对钢丝绳探伤检测显得尤为重要。霍尔效应无损探伤方法安全、可靠、实用，被应用在设备故障诊断、材料缺陷检测之中。其探伤原理是建立在铁磁性材料的高磁导率特性之上。采用霍尔元件检测该泄漏磁场的信号变化，可以有效地检测出缺陷存在。　（6）磁流体发电。其基本原理就是利用等离子体的霍尔效应，即在横向磁场作用下使通过磁场的等离子体正、负带电粒子分离后积聚于两个极板形成电源电动势。这种新型的高效发电方式，通过燃料燃烧发出的热能使气体变成高温高压的等离子体流而转换成电能，既提高了热能利用效率又满足了环保的要求。磁流体发电技术，可能是今后取代火力发电的一个方向，磁流体发电发展前景广阔。

霍尔组件可测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等。霍尔元件可用多种半导体材料制作，如ge、si、insb、gaas、inas、inasp以及多层半导体异质结构量子阱材料等等.霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器。用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔元件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1mhz），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高（可达μm 级）。采用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽，可达－55℃～150℃。工作原理　霍尔元件应用霍尔效应的半导体。　　所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时，若在垂直于电流的方向施加磁场，则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显，而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。　　由于通电导线周围存在磁场，其大小和导线中的电流成正比，故可以利用霍尔元件测量出磁场，就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不和被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，特别适合于大电流传感。　　若把霍尔元件置于电场强度为e、磁场强度为h的电磁场中，则在该元件中将产生电流i，元件上同时产生的霍尔电位差和电场强度e成正比，如果再测出该电磁场的磁场强度，则电磁场的功率密度瞬时值p可由p=eh确定。　　利用这种方法可以构成霍尔功率传感器。　　如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上，当装在运动物体上的永磁体经过它时，可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数，则可以确定其运动速度。元件特性1、霍尔系数（又称霍尔常数）rh在磁场不太强时，霍尔电势差uh与激励电流i和磁感应强度b的乘积成正比，与霍尔片的厚度δ成反比，即uh =rh*i*b/δ，式中的rh称为霍尔系数，它表示霍尔效应的强弱。另rh=μ*ρ即霍尔常数等于霍尔片材料的电阻率ρ与电子迁移率μ的乘积。2、霍尔灵敏度kh（又称霍尔乘积灵敏度）霍尔灵敏度与霍尔系数成正比而与霍尔片的厚度δ成反比，即kh=rh/δ，它通常可以表征霍尔常数。3、霍尔额定激励电流当霍尔元件自身温升10℃时所流过的激励电流称为额定激励电流。4、霍尔最大允许激励电流以霍尔元件允许最大温升为限制所对应的激励电流称为最大允许激励电流。5、霍尔输入电阻霍尔激励电极间的电阻值称为输入电阻。6、霍尔输出电阻霍尔输出电极间的电阻值称为输出电阻。7、霍尔元件的电阻温度系数在不施加磁场的条件下，环境温度每变化1℃时，电阻的相对变化率，用α表示，单位为%/℃。8、霍尔不等位电势（又称霍尔偏移零点）在没有外加磁场和霍尔激励电流为i的情况下，在输出端空载测得的霍尔电势差称为不等位电势。9、霍尔输出电压在外加磁场和霍尔激励电流为i的情况下，在输出端空载测得的霍尔电势差称为霍尔输出电压。10、霍尔电压输出比率霍尔不等位电势与霍尔输出电势的比率11、霍尔寄生直流电势在外加磁场为零、霍尔元件用交流激励时，霍尔电极输出除了交流不等位电势外，还有一直流电势，称寄生直流电势。12、霍尔不等位电势在没有外加磁场和霍尔激励电流为i的情况下，环境温度每变化1℃时，不等位电势的相对变化率。13、霍尔电势温度系数在外加磁场和霍尔激励电流为i的情况下，环境温度每变化1℃时，不等位电势的相对变化率。它同时也是霍尔系数的温度系数。14、热阻rth霍尔元件工作时功耗每增加1w，霍尔元件升高的温度值称为它的热阻，它反映了元件散热的难易程度，单位为：摄氏度/w无刷电机霍尔传感器ah44e开关型霍尔集成元件，用于无刷电机的位置传感器。引脚定义（有标记的一面朝向自己）：（左）电源正；（中）接地；（右）信号输出体积(mm)：4.1*3.0*1.5安装时注意减少应力与防静电按照霍尔元件的功能可将它们分为: 霍尔线性器件和霍尔开关器件。前者输出模拟量，后者输出数字量。按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。