霍爾位置傳感器原理：電磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的原理
曲軸位置傳感器也稱為發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器，它是發(fā)動機集中控制系統(tǒng)最主要的傳感器之一，用來檢測活塞上止點及曲軸轉(zhuǎn)角的信號并將其輸入發(fā)動機ECU，用于對點火時刻和噴油正時進行控制，同時它也是測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速的信號源。
1.電磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器
（1）安裝位置
電磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器一般安裝在曲軸前端或發(fā)動機飛輪殼體上，如下圖所示。
（2）結(jié)構(gòu)原理
電磁感應(yīng)式傳感器，又稱為磁脈沖式傳感器。電磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器主要由導(dǎo)磁材料制成的信號轉(zhuǎn)子、永久磁鐵、信號線圈等組成。傳感器的位置是固定的，軟磁鐵芯與信號轉(zhuǎn)子齒之間必須保持一定間隙。
傳感器插頭接線形式主要有兩線制和三線制兩種。兩線制的兩根線為信號回路線，信號正負交替變化；三線制多出的一根線為屏蔽線。
（3）檢測
①豐田車系：2016款豐田凱美瑞混合動力版（發(fā)動機型號6AE－FSE）轎車采用的是電磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器。傳感器1＃端子為發(fā)動機控制單元插接器E81的110端子提供5V參考電源；傳感器3＃端子、2＃端子分別為傳感器正信號和傳感器負信號，分別與發(fā)動機控制單元插接器E81的76＃端子、109＃端子相連接。
傳感器的電阻檢測：關(guān)閉點火開關(guān)，拔下傳感器連接器插頭，檢查傳感器插頭1＃端子和2＃端子之間的電阻。–10℃～50℃條件下標(biāo)準阻值為1．6～2．7kΩ；50℃～100℃條件下標(biāo)準阻值為2．0～3．2kΩ。若電阻為無窮大，則說明信號線圈存在斷路，應(yīng)該更換傳感器。
②大眾車系：下圖為一汽大眾新邁騰曲軸位置傳感器G28電路。端子T2yf／1為傳感器其中一極，與ECU的T60ya／51端子相連；端子T2yf／2為傳感器另一極，與ECU的T60ya／36端子相連。
電磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的檢測方法如下：
a．故障征兆檢測：在發(fā)動機運行中，當(dāng)曲軸位置傳感器出現(xiàn)故障時，會導(dǎo)致信號中斷、發(fā)動機不能啟動或在運行時立即熄火，這時電子控制單元可以診斷到故障并進行代碼存儲。
b．曲軸位置傳感器的電阻檢查：關(guān)閉點火開關(guān)，拔下傳感器連接器插頭，檢查傳感器上1＃與2＃端子間電阻，應(yīng)為980～1600Ω。若電阻為無窮大，說明信號線圈存在斷路，應(yīng)更換傳感器。
c．輸出電壓測量：用萬用表的交流電壓擋，在線路正常連接、發(fā)動機運轉(zhuǎn)時測量1＃端子與2＃端子間電壓，其電壓值在0．2～2V之間波動。
2.霍爾式曲軸位置傳感器
霍爾效應(yīng)是指把一塊金屬或半導(dǎo)體薄片垂直放在磁感應(yīng)強度為B的磁場中，沿著垂直于磁場方向通過電流Ⅰ時，會在薄片的另一對側(cè)面間產(chǎn)生電動勢UH，所產(chǎn)生的電動勢稱為霍爾電動勢，這種薄片（一般為半導(dǎo)體）稱為霍爾片或霍爾元件。根據(jù)信號觸發(fā)器結(jié)構(gòu)的不同可以分為觸發(fā)葉片式和觸發(fā)輪式兩種。
（1）觸發(fā)葉片式
霍爾式曲軸位置傳感器主要由觸發(fā)葉輪、霍爾集成電路和永久磁鐵組成，結(jié)構(gòu)如下圖所示。
內(nèi)外信號輪側(cè)面各設(shè)置一個信號發(fā)生器，信號輪轉(zhuǎn)動時，每當(dāng)葉片進入永久磁鐵與霍爾元件之間的空氣隙中時，霍爾集成電路中的磁場被隔磁，此時不產(chǎn)生電壓；當(dāng)葉片離開空氣隙時，永久磁鐵中的磁通便通過導(dǎo)磁板穿過霍爾元件中，這時產(chǎn)生電壓，經(jīng)過集成電路放大后向控制單元輸送脈沖信號。外信號輪每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生18個脈沖信號，稱為18X信號。一個脈沖相當(dāng)于曲軸轉(zhuǎn)角的20°，發(fā)動機控制單元計算出曲軸旋轉(zhuǎn)1°的對應(yīng)時間，根據(jù)這一信號，發(fā)動機控制單元可精確控制點火時間。
（2）觸發(fā)輪齒式
霍爾曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)與電磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器相似，由帶凸齒的信號轉(zhuǎn)子和霍爾信號發(fā)生器組成。
在四缸發(fā)動機的飛輪外沿上有8個齒槽，平均分為兩組，之間相隔180°。每一組中每個齒槽的寬度為2°，兩個齒槽之間相隔18°。
在六缸發(fā)動機的飛輪外沿有12個齒槽，均分為三組，每組相隔120°。每一組中每個齒槽的寬度為2°，兩個齒槽之間也相隔18°。
當(dāng)飛輪齒槽通過傳感器的磁鐵時，霍爾傳感器輸出5V高電平；當(dāng)飛輪齒槽離開磁鐵時，霍爾傳感器輸出0．3V低電平。一個飛輪齒圈通過傳感器時，傳感器便產(chǎn)生一個高、低電平信號。
3.光電式曲軸位置傳感器
光電式曲軸位置傳感器應(yīng)用于早期的帶有分電器的發(fā)動機上。
（1）日產(chǎn)汽車光電式曲軸位置傳感器
日產(chǎn)公司光電式曲軸位置傳感器設(shè)置在分電器內(nèi)，它由信號發(fā)生器和帶光孔的信號盤（遮光盤）組成，如下圖所示。信號盤安裝在分電器軸上，外圍有360條縫隙，相鄰縫隙產(chǎn)生1°曲軸轉(zhuǎn)角信號。外圍稍靠內(nèi)間隔60°曲軸轉(zhuǎn)角分布著六個光孔（六缸），產(chǎn)生120°曲軸轉(zhuǎn)角信號，其中有一個較寬的光孔是產(chǎn)生一缸壓縮上止點對應(yīng)的120°曲軸轉(zhuǎn)角信號的。
日產(chǎn)汽車車系光電式曲軸位置傳感器信號盤
脈沖信號發(fā)生器固裝在分電器殼體上，主要由兩只發(fā)光二極管、兩只光敏二極管和電子電路組成。兩只發(fā)光二極管分別正對著兩只光敏二極管，發(fā)光二極管以光敏二極管為照射目標(biāo)。信號盤位于發(fā)光二極管和光敏二極管之間，當(dāng)信號盤隨發(fā)動機曲軸運轉(zhuǎn)時，因信號盤上有光孔，故產(chǎn)生透光和遮光的交替變化，使信號發(fā)生器輸出對應(yīng)曲軸位置和轉(zhuǎn)角的脈沖信號。
（2）現(xiàn)代索納塔汽車光電式曲軸位置傳感器
現(xiàn)代索納塔汽車光電式曲軸位置傳感器的工作原理與日產(chǎn)公司光敏式曲軸位置傳感器相似，其信號盤的結(jié)構(gòu)稍有不同，如下圖所示。信號盤外圈有四個弧形長槽，用來檢測曲軸轉(zhuǎn)角并將其轉(zhuǎn)化為電壓脈沖信號，電控單元根據(jù)該信號計算發(fā)動機轉(zhuǎn)速，并控制汽油噴射正時和點火正時。信號盤內(nèi)圈有一個孔，用來檢測第1缸壓縮上止點（在有些索納塔車上，設(shè)有兩孔，用來檢測第1、第4缸的壓縮上止點，目的是為了提高精度），并將它轉(zhuǎn)化成電壓脈沖信號輸入電控單元，電控單元根據(jù)此信號計算出汽油噴射順序。
現(xiàn)代車系光電式曲軸位置傳感器信號盤
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霍爾傳感器
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霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器。霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機構(gòu)時發(fā)現(xiàn)的。后來發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng)，而半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬強得多，利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動化技術(shù)、檢測技術(shù)及信息處理等方面。霍爾效應(yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過霍爾效應(yīng)實驗測定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。
中文名
霍爾傳感器
外文名
Hall sensor
分 類
線型霍爾傳感器
工作原理
霍爾效應(yīng)
用 途
力測量
子 類
霍爾電流傳感器
目錄
1
原理
2
工作原理
3
霍爾效應(yīng)
4
元件
5
分類
?
開關(guān)型
?
鎖鍵型
?
線性型
6
優(yōu)點
7
用途
?
位移測量
?
力測量
?
角速度測量
?
線速度測量
8
注意事項
9
應(yīng)用
霍爾傳感器原理
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語音
由霍爾效應(yīng)的原理知，霍爾電勢的大小取決于：Rh為霍爾常數(shù)，它與半導(dǎo)體材質(zhì)有關(guān)；I為霍爾元件的偏置電流；B為磁場強度；d為半導(dǎo)體材料的厚度。對于一個給定的霍爾器件，當(dāng)偏置電流 I 固定時，UH將完全取決于被測的磁場強度B。
霍爾效應(yīng)
一個霍爾元件一般有四個引出端子，其中兩根是霍爾元件的偏置電流 I 的輸入端，另兩根是霍爾電壓的輸出端。如果兩輸出端構(gòu)成外回路，就會產(chǎn)生霍爾電流。一般地說，偏置電流的設(shè)定通常由外部的基準電壓源給出；若精度要求高，則基準電壓源均用恒流源取代。為了達到高的靈敏度，有的霍爾元件的傳感面上裝有高導(dǎo)磁系數(shù)的鍍膜合金；這類傳感器的霍爾電勢較大，但在0.05T左右出現(xiàn)飽和，僅適用在低量限、小量程下使用。在半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流I，并在薄片的垂直方向施加磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，則在垂直于電流和磁場的方向上，將產(chǎn)生電勢差為UH的霍爾電壓。
霍爾傳感器工作原理
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磁場中有一個霍爾半導(dǎo)體片，恒定電流I從A到B通過該片。在洛侖茲力的作用下，I的電子流在通過霍爾半導(dǎo)體時向一側(cè)偏移，使該片在CD方向上產(chǎn)生電位差，這就是所謂的霍爾電壓。霍爾電壓隨磁場強度的變化而變化，磁場越強，電壓越高，磁場越弱，電壓越低，霍爾電壓值很小，通常只有幾個毫伏，但經(jīng)集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號。若使霍爾集成電路起傳感作用，需要用機械的方法來改變磁感應(yīng)強度。下圖1所示的方法是用一個轉(zhuǎn)動的葉輪作為控制磁通量的開關(guān)，當(dāng)葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時，磁場偏離集成片，霍爾電壓消失。這樣，霍爾集成電路的輸出電壓的變化，就能表示出葉輪驅(qū)動軸的某一位置，利用這一工作原理，可將霍爾集成電路片用作用點火正時傳感器。霍爾效應(yīng)傳感器屬于被動型傳感器，它要有外加電源才能工作，這一特點使它能檢測轉(zhuǎn)速低的運轉(zhuǎn)情況。霍爾效應(yīng)傳感器
圖1
1-霍爾半導(dǎo)體元件 2-永久磁鐵 3-擋隔磁力線的葉片
霍爾傳感器霍爾效應(yīng)
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霍爾效應(yīng)從本質(zhì)上講是運動的帶電粒子在磁場中受洛侖茲力作用引起的偏轉(zhuǎn)。當(dāng)帶電粒子（電子或空穴）被約束在固體材料中，這種偏轉(zhuǎn)就導(dǎo)致在垂直電流和磁場的方向上產(chǎn)生正負電荷的聚積，從而形成附加的橫向電場。對于圖2所示的半導(dǎo)體試樣，若在X方向通以電流Is，在Z方向加磁場B，則在Y方向即試樣A，A′電極兩側(cè)就開始聚積異號電荷而產(chǎn)生相應(yīng)的附加電場。電場的指向取決定于測試樣品的電類型。顯然，該電場是阻止載流子繼續(xù)向側(cè)面偏移，
[1]
圖2
當(dāng)載流子所受的橫向電場力eEH與洛侖茲力相等時，樣品兩側(cè)電荷的積累就達到平衡，故有⑴其中EH為霍爾電場，V是載流子在電流方向上的平均漂移速度。設(shè)試樣的寬為b，厚度為d，載流子濃度為n，則⑵由⑴、⑵兩式可得⑶即霍爾電壓VH（A、A′電極之間的電壓）與ISB乘積正比與試樣厚度d成反比。比例系數(shù) 稱為霍爾系數(shù)，它是反映材料霍爾效應(yīng)強弱的重要參數(shù)，只要測出 VH（伏）以及知道IIs（安）、B（高斯）和d（厘 米）可按下式計算RH（厘米3/庫侖）
霍爾傳感器元件
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霍爾傳感器
根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成的元件叫霍爾元件。它具有對磁場敏感、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優(yōu)點，因此，在測量、自動化、計算機和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
霍爾傳感器分類
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霍爾傳感器分為線型霍爾傳感器和開關(guān)型霍爾傳感器兩種。（一）開關(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器，斯密特觸發(fā)器和輸出級組成，它輸出數(shù)字量。開關(guān)型霍爾傳感器還有一種特殊的形式，稱為鎖鍵型霍爾傳感器。（二）線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出模擬量。線性霍爾傳感器又可分為開環(huán)式和閉環(huán)式。閉環(huán)式霍爾傳感器又稱零磁通霍爾傳感器。線性霍爾傳感器主要用于交直流電流和電壓測量。
霍爾傳感器開關(guān)型
如圖4所示，其中Bnp為工作點“開”的磁感應(yīng)強度，BRP為釋放點“關(guān)”的磁感應(yīng)強度。當(dāng)外加的磁感應(yīng)強度超過動作點Bnp時，傳感器輸出低電平，當(dāng)磁感應(yīng)強度降到動作點Bnp以下時，傳感器輸出電平不變，一直要降到釋放點BRP時，傳感器才由低電平躍變?yōu)楦唠娖健np與BRP之間的滯后使開關(guān)動作更為可靠。
霍爾傳感器鎖鍵型
如圖5所示，當(dāng)磁感應(yīng)強度超過動作點Bnp時，傳感器輸出由高電平躍變?yōu)榈碗娖剑谕獯艌龀废螅漭敵鰻顟B(tài)保持不變（即鎖存狀態(tài)），必須施加反向磁感應(yīng)強度達到BRP時，才能使電平產(chǎn)生變化。
霍爾傳感器線性型
輸出電壓與外加磁場強度呈線性關(guān)系，如圖3所示，可見，在B1～B2的磁感應(yīng)強度范圍內(nèi)有較好的線性度，磁感應(yīng)強度超出此范圍時則呈現(xiàn)飽和狀態(tài)。
開環(huán)式電流傳感器由于通電螺線管內(nèi)部存在磁場，其大小與導(dǎo)線中的電流成正比，故可以利用霍爾傳感器測量出磁場，從而確定導(dǎo)線中電流的大小。利用這一原理可以設(shè)計制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點是不與被測電路發(fā)生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合于大電流傳感。霍爾電流傳感器工作原理如圖6所示，標(biāo)準圓環(huán)鐵芯有一個缺口，將霍爾傳感器插入缺口中，圓環(huán)上繞有線圈，當(dāng)電流通過線圈時產(chǎn)生磁場，則霍爾傳感器有信號輸出。閉環(huán)式電流傳感器磁平衡式電流傳感器也叫霍爾閉環(huán)電流傳感器，也稱補償式傳感器，即主回路被測電流Ip在聚磁環(huán)處所產(chǎn)生的磁場通過一個次級線圈，電流所產(chǎn)生的磁場進行補償， 從而使霍爾器件處于檢測零磁通的工作狀態(tài)。
磁平衡式電流傳感器的具體工作過程為：當(dāng)主回路有一電流通過時，在導(dǎo)線上產(chǎn)生的磁場被聚磁環(huán)聚集并感應(yīng)到霍爾器件上， 所產(chǎn)生的信號輸出用于驅(qū)動相應(yīng)的功率管并使其導(dǎo)通，從而獲得一個補償電流Is。 這一電流再通過多匝繞組產(chǎn)生磁場 ，該磁場與被測電流產(chǎn)生的磁場正好相反，因而補償了原來的磁場， 使霍爾器件的輸出逐漸減小。當(dāng)與Ip與匝數(shù)相乘 所產(chǎn)生的磁場相等時，Is不再增加，這時的霍爾器件起指示零磁通的作用 ，此時可以通過Is來平衡。被測電流的任何變化都會破壞這一平衡。 一旦磁場失去平衡，霍爾器件就有信號輸出。經(jīng)功率放大后，立即就有相應(yīng)的電流流過次級繞組以對失衡的磁場進行補償。從磁場失衡到再次平衡，所需的時間理論上不到1μs，這是一個動態(tài)平衡的過程。
霍爾傳感器優(yōu)點
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xrdt霍爾傳感器
1、 霍爾傳感器可以測量任意波形的電流和電壓，如：直流、交流、脈沖波形等，甚至對瞬態(tài)峰值的測量。副邊電流忠實地反應(yīng)原邊電流的波形。而普通互感器則是無法與其比擬的，它一般只適用于測量50Hz正弦波；2、 原邊電路與副邊電路之間有良好的電氣隔離，隔離電壓可達9600Vrms；3、精度高：在工作溫度區(qū)內(nèi)精度優(yōu)于1%，該精度適合于任何波形的測量；4、線性度好：優(yōu)于0.1%；5、寬帶寬：高帶寬的電流傳感器上升時間可小于1μs；但是，電壓傳感器帶寬較窄，一般在15kHz以內(nèi)，6400Vrms的高壓電壓傳感器上升時間約500uS，帶寬約700Hz。6、測量范圍：霍爾傳感器為系列產(chǎn)品，電流測量可達50KA，電壓測量可達6400V。霍爾電流傳感器使用時，需遵循以下注意事項：1、為了得到較好的動態(tài)特性和靈敏度，必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合，要耦合得好，最好用單根導(dǎo)線且導(dǎo)線完全填滿霍爾傳感器模塊孔徑。2、使用中當(dāng)大的直流電流流過傳感器原邊線圈，且次級電路沒有接通電源|穩(wěn)壓器或副邊開路，則其磁路被磁化，而產(chǎn)生剩磁，影響測量精度（故使用時要先接通電源和測量端M），發(fā)生這種情況時，要先進行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源，而在原邊線圈中通一同樣等級大小的交流電流并逐漸減小其值。3、霍爾傳感器都具有較強的抗外磁場干擾能力，但是，為了獲得較高的測量準確度，當(dāng)有較強的磁場干擾時，要采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫鉀Q。通常方法有：調(diào)整模塊方向，使外磁場對模塊的影響最小；在模塊上加罩一個抗磁場的金屬屏蔽罩。4、測量的最佳精度是在額定值下得到的，當(dāng)被測電流遠低于額定值時，要獲得最佳精度，原邊可使用多匝，但是，需要注意導(dǎo)線的空間位置（參照第一條）。
霍爾傳感器用途
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霍爾器件具有許多優(yōu)點，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關(guān)器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復(fù)精度高（可達μm級）。取用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達－55℃～150℃。按被檢測的對象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為：直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對象上人為設(shè)置的磁場，用這個磁場來作被檢測的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時間等，轉(zhuǎn)變成電量來進行檢測和控制。
霍爾傳感器位移測量
兩塊永久磁鐵同極性相對放置，將線性型霍爾傳感器置于中間，其磁感應(yīng)強度為零，這個點可作為位移的零點，當(dāng)霍爾傳感器在Z軸上作△Z位移時，傳感器有一個電壓輸出，電壓大小與位移大小成正比。
霍爾傳感器力測量
如果把拉力、壓力等參數(shù)變成位移，便可測出拉力及壓力的大小，按這一原理可制成的力傳感器。
霍爾傳感器角速度測量
在非磁性材料的圓盤邊上粘一塊磁鋼，霍爾傳感器放在靠近圓盤邊緣處，圓盤旋轉(zhuǎn)一周，霍爾傳感器就輸出一個脈沖，從而可測出轉(zhuǎn)數(shù)（計數(shù)器），若接入頻率計，便可測出轉(zhuǎn)速。
霍爾傳感器線速度測量
如果把開關(guān)型霍爾傳感器按預(yù)定位置有規(guī)律地布置在軌道上，當(dāng)裝在運動車輛上的永磁體經(jīng)過它時，可以從測量電路上測得脈沖信號。根據(jù)脈沖信號的分布可以測出車輛的運動速度。
霍爾傳感器注意事項
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霍爾傳感器
（1）電流傳感器必須根據(jù)被測電流的額定有效值適當(dāng)選用不同的規(guī)格的產(chǎn)品。被測電流長時間超額，會損壞末極功放管（指磁補償式），一般情況下，2倍的過載電流持續(xù)時間不得超過1分鐘。（2）電壓傳感器必須按產(chǎn)品說明在原邊串入一個限流電阻R1，以使原邊得到額定電流，在一般情況下，2倍的過壓持續(xù)時間不得超過1分鐘。（3）電流電壓傳感器的最佳精度是在原邊額定值條件下得到的，所以當(dāng)被測電流高于電流傳感器的額定值時，應(yīng)選用相應(yīng)大的傳感器；當(dāng)被測電壓高于電壓傳感器的額定值時，應(yīng)重新調(diào)整限流電阻。當(dāng)被測電流低于額定值1/2以下時，為了得到最佳精度，可以使用多繞圈數(shù)的辦法。（4）絕緣耐壓為3KV的傳感器可以長期正常工作在1KV及以下交流系統(tǒng)和1.5KV及以下直流系統(tǒng)中，6KV的傳感器可以長期正常工作在2KV及以下交流系統(tǒng)和2.5KV及以下直流系統(tǒng)中，注意不要超壓使用。（5）在要求得到良好動態(tài)特性的裝置上使用時，最好用單根銅鋁母排并與孔徑吻合，以大代小或多繞圈數(shù)，均會影響動態(tài)特性。
霍爾傳感器
（6）在大電流直流系統(tǒng)中使用時，因某種原因造成工作電源開路或故障，則鐵心產(chǎn)生較大剩磁，是值得注意的。剩磁影響精度。退磁的方法是不加工作電源，在原邊通一交流并逐漸減小其值。（7）傳感器抗外磁場能力為：距離傳感器5～10cm一個超過傳感器原邊電流值2倍的電流，所產(chǎn)生的磁場干擾可以抵抗。三相大電流布線時，相間距離應(yīng)大于5～10cm。（8）為了使傳感器工作在最佳測量狀態(tài)，應(yīng)使用圖1－10介紹的簡易典型穩(wěn)壓電源。（9）傳感器的磁飽和點和電路飽和點，使其有很強的過載能力，但過載能力是有時間限制的，試驗過載能力時，2倍以上的過載電流不得超過1分鐘。
變頻功率傳感器(4張)
（10）原邊電流母線溫度不得超過85℃，這是ABS工程塑料的特性決定的，用戶有特殊要求，可選高溫塑料做外殼。霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器主要適用于工業(yè)控制領(lǐng)域的電壓和電流測量。由于傳感器一般不提供角差指標(biāo)，對于需要準確測量交流電功率的場合，應(yīng)對其角差指標(biāo)進行驗證，這一點需特別注意。工頻電量測量可用互感器替代，變頻電量測量可用電壓、電流組合式的變頻功率傳感器替代。
霍爾傳感器應(yīng)用
編輯
語音
霍爾傳感器技術(shù)應(yīng)用于汽車工業(yè)霍爾傳感器技術(shù)在汽車工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，包括動力、車身控制、牽引力控制以及防抱死制動系統(tǒng)。為了滿足不同系統(tǒng)的需要，霍爾傳感器有開關(guān)式、模擬式和數(shù)字式傳感器三種形式。霍爾傳感器可以采用金屬和半導(dǎo)體等制成，效應(yīng)質(zhì)量的改變?nèi)Q于導(dǎo)體的材料，材料會直接影響流過傳感器的正離子和電子。制造霍爾元件時，汽車工業(yè)通常使用三種半導(dǎo)體材料，即砷化鎵、銻化銦以及砷化銦。最常用的半導(dǎo)體材料當(dāng)屬砷化銦。霍爾傳感器的形式?jīng)Q定了放大電路的不同，其輸出要適應(yīng)所控制的裝置。這個輸出可能是模擬式，如加速位置傳感器或節(jié)氣門位置傳感器，也可能是數(shù)字式。如曲軸或凸輪軸位置傳感器。當(dāng)霍爾元件用于模擬式傳感器時，這個傳感器可以用于空調(diào)系統(tǒng)中的溫度表或動力控制系統(tǒng)中的節(jié)氣門位置傳感器。霍爾元件與微分放大器連接，放大器與NPN晶體管連接。磁鐵固定在旋轉(zhuǎn)軸上，軸在旋轉(zhuǎn)時，霍爾元件上的磁場加強。其產(chǎn)生的霍爾電壓與磁場強度成比例。當(dāng)霍爾元件用于數(shù)字信號時，例如曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器或車速傳感器，必須首先改變電路。霍爾元件與微分放大器連接，微分放大器與施密特觸發(fā)器連接。在這種配置中。傳感器輸出一個開或關(guān)的信號。在多數(shù)汽車電路中，霍爾傳感器是電流吸收器或者使信號電路接地。要完成這項工作，需要一個NPN晶體管與施密特觸發(fā)器的輸出連接。磁場穿過霍爾元件，一個觸發(fā)器輪上的葉片在磁場和霍爾元件之間通過。霍爾傳感器應(yīng)用于出租車計價器霍爾傳感器在出租車計價器上的應(yīng)用：通過安裝在車輪上的霍爾傳感器A44E檢測到的信號，送到單片機，經(jīng)處理計算，送給顯示單元，這樣便完成了里程計算。檢測原理，P3.2口作為信號的輸入端，內(nèi)部采用外部中斷0，車輪每轉(zhuǎn)一圈（設(shè)車輪的周長是1 m），霍爾開關(guān)就檢測并輸出信號，引起單片機的中斷，對脈沖計數(shù)，當(dāng)計數(shù)達到1 000次時，也就是1 km，單片機就控制將金額自動增加。每當(dāng)霍爾傳感器輸出一個低電平信號就使單片機中斷一次，當(dāng)里程計數(shù)器對里程脈沖計滿1 000次時，就有程序?qū)?dāng)前總額累加，使微機進入里程計數(shù)中斷服務(wù)程序中。在該程序中，需要完成當(dāng)前行駛里程數(shù)和總額的累加操作，并將結(jié)果存入里程和總額寄存器中。霍爾電流傳感器在變頻器中的應(yīng)用在有電流流過的導(dǎo)線周圍會感生出磁場，再用霍爾器件檢測由電流感生的磁場,即可測出產(chǎn)生這個磁場的電流的量值。由此就可以構(gòu)成霍爾電流、電壓傳感器。因為霍爾器件的輸出電壓與加在它上面的磁感應(yīng)強度以及流過其中的工作電流的乘積成比例，是一個具有乘法器功能的器件，并且可與各種邏輯電路直接接口，還可以直接驅(qū)動各種性質(zhì)的負載。因為霍爾器件的應(yīng)用原理簡單，信號處理方便，器件本身又具有一系列的獨特優(yōu)點，所以在變頻器中也發(fā)揮了非常重要的作用。在變頻器中，霍爾電流傳感器的主要作用是保護昂貴的大功率晶體管。由于霍爾電流傳感器的響應(yīng)時間短于1μs，因此，出現(xiàn)過載短路時，在晶體管未達到極限溫度之前即可切斷電源，使晶體管得到可靠的保護。霍爾電流傳感器按其工作模式可分為直接測量式和零磁通式，在變頻器中由于需要精準的控制及計算，因此選用了零磁通方式。將霍爾器件的輸出電壓進行放大，再經(jīng)電流放大后，讓這個電流通過補償線圈，并令補償線圈產(chǎn)生的磁場和被測電流產(chǎn)生的磁場方向相反，若滿足條件IoN1=IsN2，則磁芯中的磁通為0，這時下式成立：Io=Is(N2/N1)式中，Io為被測電流，即磁芯中初級繞組中的電流，N1為初級繞組的匝數(shù)，Is為補償繞組中的電流，N2為補償繞組的匝數(shù)。由上式可知，達到磁平衡時，即可由Is及匝數(shù)比N2/N1得到Io。霍爾電流傳感器的特點是可以實現(xiàn)電流的“無電位”檢測。即測量電路不必接入被測電路即可實現(xiàn)電流檢測，它們靠磁場進行耦合。因此，檢測電路的輸入、輸出電路是完全電隔離的。檢測過程中，檢測電路與被檢電路互不影響。
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羅羅日記
我是羅羅，專注寫成長和科普干貨，歡迎關(guān)注
霍爾傳感器的原理是什么？有哪些應(yīng)用？有什么優(yōu)缺點？
成都的冬天是不是來了，昨天竟開始變得有點小冷了。估計米亞羅的紅葉又開始“泛濫”了。但是我哪里也不去，呆在家里寫日記。本來我是想接著上一篇，再寫一下直流電機，還有伺服電機的。但是，我在看直流電機文檔時，發(fā)現(xiàn)需要先理解霍爾傳感器。所以今天還是先說下霍爾傳感器的原理。這篇日記不長...
2020-11-242
Grace的修行日志
歡迎電氣行業(yè)的朋友一起交流學(xué)習(xí)~
關(guān)于電流檢測的霍爾傳感器選型和應(yīng)用
安科瑞 高佳樂摘 要：電流檢測在各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，傳統(tǒng)的霍爾傳感器的靈敏度比較低，受外界影響較大，由此應(yīng)用新型霍爾傳感器來彌補其功能缺陷，介紹了萊姆HO系列霍爾傳感器的多項功能，以HO-15-NP霍爾傳感器為例，著重介紹了霍爾傳感器在電流檢測及其線性度方面的介紹。關(guān)...
2020-09-070
Acrelwangyang
Acrel Sales Engineer
淺談基于霍爾傳感器的電流監(jiān)測及過流保護設(shè)計-安科瑞 王陽
摘要：根據(jù)機載電子設(shè)備健康監(jiān)測和視情維修的要求，發(fā)射裝置內(nèi)場測試儀需增加對被測產(chǎn)品進行電流監(jiān)測的功能;同時，為避免測試期間因過流而導(dǎo)致的產(chǎn)品或測試設(shè)備損壞，亟需實現(xiàn)對被測產(chǎn)品的動態(tài)過流保護。基于此需求，設(shè)計了一種基于霍爾傳感器的實現(xiàn)方案。硬件方面，電路由器件、電流監(jiān)測電路和...
2021-04-270
計量互感器
河北冠赫實業(yè)有限公司
霍爾傳感器的優(yōu)勢及主要用途
霍爾傳感器是世界排名第三的感應(yīng)器商品，它被廣泛運用到工業(yè)生產(chǎn)、汽車行業(yè)、電腦上、手機上及其新起消費電子產(chǎn)品行業(yè)。霍爾效應(yīng)是磁電效用的一種，這一狀況是霍爾于1879年在科學(xué)研究金屬材料的導(dǎo)電性組織時發(fā)覺的。接下來小編帶大家看看霍爾傳感器的優(yōu)勢及主要用途：很多人都了解，小汽車的...
2020-12-080
響拇指電子
深圳響拇指電子科技有限公司
霍爾傳感器在智能坐便器上的應(yīng)用
智能坐便器起源于美國，用于醫(yī)療和老年保健，最初設(shè)置有溫水洗凈功能。后經(jīng)韓國，日本的衛(wèi)浴公司逐漸引進技術(shù)開始制造，加入了座便蓋加熱、溫水洗凈、暖風(fēng)干燥、殺菌等多種功能。目前市場上的智能坐便器大體上分為兩種，一種為帶清洗、加熱、殺菌等的智能坐便器，另一種為可自動更換薄膜的智能坐...
2020-04-290
參考資料
1.
霍爾效應(yīng)
．北京航空航天大學(xué)．2013-03[引用日期2013-07-18]
霍爾位置傳感器原理：霍爾式凸輪軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及檢測方法
1 霍爾式凸輪軸位置傳感器結(jié)構(gòu)
觸發(fā)葉片型霍爾式凸輪軸位置傳感器安裝在發(fā)動機進氣凸輪的一端，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。它主要由霍爾傳感器和信號轉(zhuǎn)子組成。它被廣泛使用于大眾汽車上。
圖4 觸發(fā)葉片型霍爾式凸輪軸位置傳感器
信號轉(zhuǎn)子或叫觸發(fā)葉輪，安裝在進氣凸輪上，用螺栓和座圈固定。信號轉(zhuǎn)子的隔板又叫葉片，在隔板上有一個窗口，窗口對應(yīng)產(chǎn)生的信號為低電平信號，隔板對應(yīng)產(chǎn)生的信號為高電平信號。霍爾傳感器主要由集成電路、永久磁鐵和導(dǎo)磁片組成。
2 霍爾式凸輪軸位置傳感器工作原理
霍爾元件與永磁鐵之間有1mm的間隙，當(dāng)信號轉(zhuǎn)子隨進氣凸輪軸一同轉(zhuǎn)動時，隔板和窗口從集成電路與永磁鐵之間的間隙中轉(zhuǎn)過。當(dāng)信號轉(zhuǎn)子的隔板進入間隙時，霍爾集成電路中的磁場被旁路，霍爾元件上沒有磁力線穿過，霍爾電壓為零，集成電路輸出級三極管截止，傳感器輸出的信號電壓為高電位，約4.0V；當(dāng)信號轉(zhuǎn)子的隔板離開間隙時，永磁鐵的磁通經(jīng)導(dǎo)磁片和霍爾元件集成電路構(gòu)成回路，這時產(chǎn)生的霍爾電壓約為2.0V，集成電路輸出級三極管導(dǎo)通，傳感器輸出的信號電壓為0.1V，為低電位。
發(fā)動機工作時，曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器產(chǎn)生的信號不斷地輸入ECU。當(dāng)ECU同時接收到曲軸位置傳感器大齒缺對應(yīng)的低電位信號（15°）和凸輪軸位置傳感器窗口對應(yīng)的低電位信號時，可以識別出1缸活塞在壓縮上止點、4缸活塞處于排氣行程，并根據(jù)曲軸位置傳感器小齒缺對應(yīng)輸出的信號控制點火提前角。由于凸輪軸位置傳感器與曲軸位置傳感器同時輸出信號，凸輪軸位置傳感器信號作為判缸信號，因此凸輪軸位置傳感器也稱為同步信號傳感器。
3 霍爾式凸輪軸位置傳感器電路連接
霍爾式凸輪軸位置傳感器與ECU的連接電路如圖5所示。該傳感器G40導(dǎo)線連接器有三個接線端子，1為傳感器電源正極端子；2為傳感器信號輸出端子；3為傳感器電源負極端子。這三個端子分別與ECU的62、76和67端子相連。
圖5 霍爾式凸輪軸位置傳感器與ECU的連接電路
4 霍爾式凸輪軸位置傳感器檢測方法
當(dāng)凸輪軸位置傳感器出現(xiàn)故障時，ECU可以檢測到故障信息，使用VAG1551或VAG1552故障診斷儀可以讀取傳感器的故障碼。故障碼顯示出凸輪軸位置傳感器有故障時，可以用萬用表檢查傳感器電源電壓和導(dǎo)線電阻進行故障的判定和排除。
? 檢測傳感器電源電壓
斷開點火開關(guān)，拔下傳感器導(dǎo)線連接器插頭，用萬用表的正、負表筆分別與連接器1與3端子相連接，接通點火開關(guān)時，電壓應(yīng)為4.5V以上。若電壓為零，說明線束存在斷、短路，或ECU有故障；當(dāng)斷開點火開關(guān)后，應(yīng)繼續(xù)檢查導(dǎo)線是否存在斷路或短路。
? 檢測導(dǎo)線電阻
用萬用表的電阻擋檢查傳感器的1端子與ECU的62端子、傳感器的2端子與ECU的76端子、傳感器的3端子與ECU的67端子的電阻值，各導(dǎo)線間電阻值應(yīng)不大于1.5Ω。若電阻過大或為無窮大，則說明線束接觸不良或?qū)Ь€斷路，應(yīng)進行維修或更換線束。
再用萬用表電阻擋繼續(xù)檢查傳感器連接器端子1與2、3端子間電阻，或檢查ECU的62端子與76、67端子間電阻，測得的電阻均應(yīng)為無窮大。若阻值不是無窮大，則說明導(dǎo)線存在短路，應(yīng)進行更換。
以上內(nèi)容來自 《汽車傳感器識別·檢測·拆裝·維修》 （雙色圖解精華版） 姚科業(yè) 主編
這本書全面介紹了現(xiàn)今汽車上比較常用和新出現(xiàn)的傳感器的安裝位置、結(jié)構(gòu)、工作原理和檢測方法等。涵蓋了位置（行程和角度）傳感器、溫度傳感器、空氣流量傳感器、壓力傳感器、氣體濃度傳感器、速度傳感器、爆燃與碰撞傳感器等各類傳感器。
（汽車維修技術(shù)網(wǎng)
霍爾位置傳感器原理：霍爾式節(jié)氣門位置傳感器構(gòu)造與工作原理電路
霍爾式節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)
雙霍爾式線性節(jié)氣門位置傳感器廣泛用于三菱和豐田汽車上。
位于節(jié)氣門體的節(jié)氣門位置傳感器的功能是測量節(jié)氣門的位置，向發(fā)動機ECU輸出與節(jié)氣門軸轉(zhuǎn)角成正比的電壓信號。根據(jù)該傳感器輸出的電壓；發(fā)動機ECU控制節(jié)氣門控制伺服電機進行反饋控制。
非接觸式的霍爾傳感器包括一個固定在踏板軸上的永磁鐵、一個輸出電壓與磁通量成正比的線性霍爾集成電路，一個有效地將永磁鐵的磁通量轉(zhuǎn)入霍爾集成電路的定子。
霍爾式節(jié)氣門位置傳感器工作原理
這里以豐田車上的雙霍爾式線性節(jié)氣門位置傳感器為例介紹霍爾式線性節(jié)氣門位置傳感器工作原理。
當(dāng)節(jié)氣門全閉時，即如圖2-19（a）所示，磁場方向向上，流入霍爾集成電路的磁通量最大，此時，節(jié)氣門位置傳感器電壓輸出最小。當(dāng)節(jié)氣門全開時，如圖2-19（c）所示，磁場方向反向向下，流入霍爾集成電路的磁通量最大。此時，節(jié)氣門位置傳感器電壓輸出最大。當(dāng)節(jié)氣門半開時，即如圖2-19（b）所示，磁通量為零。節(jié)氣門位置傳感器輸出電壓在中間值。節(jié)氣門位置傳感器通過兩個系統(tǒng)（主、副）輸出，這就提高了系統(tǒng)測量故障的準確性，增強了故障保護功能，確保了可靠性。
（汽車維修技術(shù)網(wǎng)
節(jié)氣門位置傳感器有兩個傳感器電路VrA和VrA2，各傳送一個信號。VrA用于檢測節(jié)氣門開度，VrA2用于檢測VrA的故障。傳感器信號電壓與節(jié)氣門開度成比例，在0V和5V之間變化，并且傳輸至混合動力車輛控制ECU的端子VrAs節(jié)氣門關(guān)閉時，傳感器輸出電壓降低；節(jié)氣門打開時，傳感器輸出電壓升高。混合動力車輛控制ECU根據(jù)這些信號來計算節(jié)氣門開度并響應(yīng)駕駛員輸入來控制節(jié)氣門執(zhí)行器。這些信號同時也用來計算空燃比修正值、功率提高修正值和燃油切斷控制。
混合動力車輛失效保護功能：
存儲這些DTC中的任何一個和與電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)故障有關(guān)的其他DTC時，混合動力車輛控制ECU進入失效保護模式。在失效保護模式下，混合動力車輛控制ECU切斷流向節(jié)氣門執(zhí)行器的電流，且節(jié)氣門在回位彈簧的作用下恢復(fù)到6.5°節(jié)氣門位置。混合動力車輛控制ECU停止發(fā)動機，可僅使用混合動力系統(tǒng)駕駛車輛。如果平穩(wěn)而緩慢地踩下加速踏板，車輛會緩慢行駛。
失效保護模式一直運行，直至檢測到通過條件并且隨后電源開關(guān)置于OFF位置。
霍爾式節(jié)氣門位置傳感器連接電路
所示分別是豐田汽車和三菱汽車上的霍爾式節(jié)氣門位置傳感器與ECU的連接電路。
(出自 )
