作者：RE

現(xiàn)在的位置傳感技術(shù)不僅非常可靠、成本低，而且易于實(shí)施。它需要什么呢？一個(gè) 3 引腳器件和一塊小型磁性材料！

（實(shí)際尺寸）

應(yīng)用

霍爾效應(yīng)傳感技術(shù)無(wú)處不在：

無(wú)刷 DC 電機(jī)將其用于換向決擇；

工業(yè)閥門(mén)將其用于獲得位置信息，測(cè)量流量；

汽車(chē)將其用于發(fā)動(dòng)機(jī)定時(shí)、牽引力控制、踏板定位以及門(mén)禁等；

游戲控制器將其用于傳感各種觸發(fā)器；

膝上型電腦將其用于傳感上蓋閉合；

車(chē)把把套、操縱桿以及轉(zhuǎn)盤(pán)將其用于傳感運(yùn)動(dòng)。

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(méi)有高深的電磁專(zhuān)業(yè)知識(shí)也能理解。無(wú)論什么時(shí)候電流流過(guò)導(dǎo)體，垂直方向都會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這樣會(huì)在第 3 個(gè)垂直方向的整個(gè)導(dǎo)體上形成很小的電壓。這就是霍爾效應(yīng)。產(chǎn)生電壓的原因是磁場(chǎng)對(duì)電流中移動(dòng)的電子施加了洛倫茲力，導(dǎo)致電子在一邊積累。這種電子的不平均分布實(shí)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(gè)引腳：電源、接地和輸出。在沒(méi)有外部磁場(chǎng)時(shí)，輸出可驅(qū)動(dòng) 1V 電壓。在磁場(chǎng)線從封裝底部穿到頂部時(shí)，輸出會(huì)根據(jù)磁通量密度的垂直組件線性降低至 0V。這相當(dāng)于將一個(gè)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(guò)該電壓來(lái)了解物體的位置與加速度。

在每個(gè)霍爾 IC 中，實(shí)際上都有 4 個(gè)傳感元件。它們能夠與可消除 DC 失調(diào)的斬波技術(shù)聯(lián)用。

數(shù)字霍爾傳感器

TI 數(shù)字霍爾傳感器使用預(yù)定磁閥值，而且在達(dá)到該閥值時(shí)，其開(kāi)漏輸出會(huì)拉低。有 3 種器件類(lèi)型：

DRV5013 鎖存器 — 輸出變低時(shí)閉鎖，直到應(yīng)用相反磁極時(shí)才會(huì)恢復(fù)到高阻抗。

2. DRV5023 開(kāi)關(guān) — 有磁場(chǎng)時(shí)輸出僅為低。

3. DRV5033 全極開(kāi)關(guān) — 有磁場(chǎng)時(shí)輸出僅為低，而且兩個(gè)磁極性都一視同仁。優(yōu)勢(shì)是：如果磁定向很靈活，可簡(jiǎn)化產(chǎn)品裝配。

優(yōu)勢(shì)是什么？

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

低成本：傳感解決方案為系統(tǒng)增加的材料清單成本通常都非常低。

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

無(wú)耗損：10 年之后，固態(tài)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(nèi)，性能幾乎保持不變。