一文解析霍爾效應感測的位置和水平感測

該技術文檔對霍爾效應技術進行了介紹，并對應用進行了回顧，特別是在區(qū)分霍爾傳感器IC的主要類型以及它們可以支持的各種傳感行為方面。此外，它還探索了一些使能技術，例如信號處理方面的進步，這些技術使這種技術比起最初的日子更加強大。這使非接觸式霍爾應用的應用具有極高的可靠性優(yōu)勢，其應用范圍比以往任何時候都大。

除了支持技術方面的改進之外，霍爾效應設備本身也已經(jīng)取得了進步，為完整解決方案的設計做出了貢獻。這些進步包括功耗和空間的減少，以及診斷和保護功能的集成，這些功能使霍爾傳感器IC能夠提供先進的數(shù)據(jù)驅動功能，而這些功能在小型便攜式消費電子產(chǎn)品，汽車和其他增長的行業(yè)中正變得越來越需要。

介紹

借助用于位置感測和液位感測的眾多解決方案，設計人員可以選擇最佳技術和封裝，以滿足其商業(yè)和工程目標。在這些解決方案中，霍爾效應技術及其非接觸式磁感應技術的應用提供了卓越的價值和可靠性。本應用筆記探討了霍爾效應技術的優(yōu)勢，以及這些器件的最新發(fā)展如何增強了位置和水平感測結果。

霍爾效應的好處

感測位置和水平的方法幾乎與需要這些功能的應用程序一樣多。僅舉幾個例子，電感，電容，機械，磁阻，霍爾效應和光學都是可行的感測選項，并且列表還在不斷擴大。對于設計人員而言，始終存在需要解決的關鍵要素，這些要素不可避免地使應用程序的要求與適當?shù)?a href="http://www.wenjunhu.com/article/88/142/" target="_blank">傳感技術相匹配。

關鍵要求，例如：成本，行進距離（有效工作氣隙），分辨率，準確性以及通常需要再次支付的成本，都需要確定，以便有效，高效地選擇合適的傳感技術。當然，為這些要素中的每一個構建答案并不總是一件容易的事。不過，這里的霍爾效應傳感技術的靈活性是最有利的?；魻栃袦y技術具有高可靠性，小尺寸，可生產(chǎn)的成本，寬工作電壓范圍，多種輸出選項以及易于實施的特點，可為大多數(shù)市場中的應用提供服務。

霍爾技術概述

首先，簡要介紹霍爾效應技術的工作原理。簡而言之，霍爾效應以愛德溫·霍爾爵士的名字命名并于1879年發(fā)現(xiàn)，是指當電流流過導電材料時會在導電材料（例如硅（Si）或砷化鎵（GaAs））上產(chǎn)生的可測量電壓。導體會受到磁場的影響（見圖1）。由磁場產(chǎn)生的這種橫向力稱為洛倫茲力。因此，霍爾效應設備需要磁場以致動該設備。

圖1在霍爾效應中，垂直于電流流動的磁通量產(chǎn)生可測量的電壓。

盡管霍爾效應技術在今天很普遍，但直到1980年代才真正開始獲得大眾認可。這是因為霍爾元件上的電勢很小，并且很容易受到諸如溫度和封裝應力之類的外力的影響。如圖2所示，更新的設備除了利用片上失調消除技術外，還結合了放大信號的能力，這些技術甚至允許在極端環(huán)境條件下采用霍爾效應感測技術，例如汽車引擎蓋下的應用。此外，霍爾效應IC的“非接觸式”操作為用戶提供了幾乎無限的驅動和開關壽命。

圖2現(xiàn)代霍爾效應傳感器IC集成了信號調理和放大技術，以制造出實用的器件。

霍爾設備選項

霍爾效應IC進一步研究了需要考慮位置或水平傳感應用的元件之后，為設計人員提供了包括數(shù)字或模擬輸出在內(nèi)的眾多功能和變化。前一個選項對于感測離散位置是最佳的，而后一個選項為用戶提供了相對無限數(shù)量的位置，以實現(xiàn)更高的分辨率。需要離散位置或水平感測的一些應用示例包括：汽車換擋選擇器，安全帶帶扣開關，座椅位置傳感器，蜂窩式翻蓋電話，無刷直流電動機換向，擋風玻璃刮水器儲液罐和儲氣罐，僅舉幾例。由于其高可靠性，霍爾效應技術可用于替代這些應用中的磁簧開關和機械開關。

編輯：hfy