​霍尔元件公式（霍尔元件公式推导）

霍尔元件公式（霍尔元件公式推导）

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霍尔元件公式

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【原创】

霍尔式传感器因其体积小、结构简单、无机械触点、响应速度快、频率宽、易于安装等特点，广泛用于位置、速度、压力、磁场的等变量的检测。

霍尔式传感器一般是有硅、锗、砷化铟等半导体材料，再利用霍尔效应原理制成。其输出霍尔电势与其材料、磁场强度、输入电流有关，如下式：

U=KIB

U：输出霍尔电势

I：输入电流

B：磁场强度

K：灵敏度系数，K=R/d，其中R: 材料物理性质；d：制成的霍尔元件厚度，

对于霍尔式传感器用于控制系统后，所检测的磁场强度最大值也是定值（如磁体块）。

众所周知半导体元器件受环境温度影响是个主要因素，其输入、输出内阻；灵敏度系数都会发生变化，即I、K会发生改变。特别是霍尔元件对温度非常敏感。因此在使用中I、K是直接影响到霍尔式传感器输出霍尔电势的。

为降低温度对霍尔式传感器的输出霍尔电势波动幅度，一般都会对霍尔式传感器进行温度补偿。采取的补偿方法不同，大致有三种。

1，使用恒流源和并联电阻方法

并联电阻Rb=( Ri×β)/ α

Ri：霍尔输入电阻；β：内阻温度系数；α：霍尔电势温度系数。

以上三个参数请参阅有关霍尔传感器资料。

2，利用所带的负载补偿

Rf=Ro(β/α-1)

Rf；负载电阻；Ro：霍尔输出电阻

3，采用热敏电阻补偿

因热敏电阻具有负温度系数特性。或串于输入端；或串于输出端。

由于不同型号的霍尔式传感器差异性较大，采取上面三种补偿方法之一的电阻选择在设计和使用中已确定。一旦霍尔式传感器损坏，更换时必须与原本相同，否则会使霍尔式传感器的输出霍尔电势波动较大，而不能使负载识别，做出有效判断。

如一台数控车床的四工位刀架（沈阳产的）发生故障，在换刀时，到了刀位号后没有停止始终旋转。维修人员经过一番检查后，结论是刀架发讯器（四个霍尔式传感器组成）损坏。由于购买人员嫌原厂发讯器太高，便购买了其他厂产的不同型号，外形与安装相同的发讯器，安装后，故障不但没有消除，反而扩大，原先手动时，只有一位刀号故障，现手动时，四个刀号都不能寻到，且刀架旋转不停。在输入电压24V正常的情况下，测量刀位输出信号电压，结果是测得的电压均于16V左右，而系统允许输入信号电压波动范围是24V±10%左右，16V左右的信号电压远低于系统允许输入信号电压，显然系统识别不了。后更换原厂产的，故障消除。

通过上例可知，不同型号的霍尔式传感器差异性还是较大的，除非重新计算补偿电阻并将其全部更换。才能考虑其他型号的霍尔式传感器，当然霍尔式传感器质量也是个重要因素。

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