1、霍尔元件是什么

霍尔元件是应用霍尔效应的半导体。一般用于电机中测定转子转速，如录象机的磁鼓，电脑中的散热风扇等。它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。它的优点有结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、安装方便、功耗小、频率高（可达1MHZ）、耐震动等。

简介

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。

材料

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。

半导体中电子迁移率（电子定向运动的平均速度）比空穴迁移率高，因此N型半导体较适合于制造灵敏度高的霍尔元件霍尔元件。

常用的半导体材料N型硅、N型锗、锑化铟、砷化铟和不同比例亚砷酸铟和磷酸铟组成的In型固溶体等。

其中N型锗容易加工，其霍尔常数、温度性能、输出线性都较好，应用非常普遍锑化铟元件由于在高温时霍尔常数大，所以输出较大，但对温度最敏感，尤其在低温范围内温度系数大；砷化铟的霍尔常数较小，温度系数也较小，输出线性好；砷化镓的温度特性和输出线性好，是较理想的材料，但价格较贵。不同材料适用于不同场合，锑化铟适用于作为敏感元件，锗和砷化铟霍尔元件适用于测量指示仪表。

2、霍尔元件的工作原理。

霍尔元件工作原理是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。

按照霍尔开关的感应方式可将它们分为：单极性霍尔开关、双极性霍尔开关、全极性霍尔开关。

1、单极性霍尔开关的感应方式：磁场的一个磁极靠近它，输出低电位电压（低电平）或关的信号，磁场磁极离开它输出高电位电压（高电平）或开的信号，但要注意的是，单极性霍尔开关它会指定某磁极感应才有效，一般是正面感应磁场S极，反面感应N极。

2、双极性霍尔开关的感应方式：因为磁场有两个磁极N、S（正磁或负磁），所以两个磁极分别控制双极性霍尔开关的开和关（高低电平），它一般具有锁定的作用，也就是说当磁极离开后，霍尔输出信号不发生改变，直到另一个磁极感应。另外，双极性霍尔开关的初始状态是随机输出，有可能是高电平，也有可能是低电平。

3、全极性霍尔开关的感应方式：全极性霍尔开关的感应方式与单极性霍尔开关的感应方式相似，区别在于，单极性霍尔开关会指定磁极，而全极性霍尔开关不会指定磁极，任何磁极靠近输出低电平信号，离开输出高电平信号。

3、霍尔元件有什么作用？

霍尔元件一种磁传感器。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。

霍尔元件按功能分可分来线性霍尔元件和开关霍尔元件。前者输出模拟量，后来输出数字量。线性霍尔元件的精度高、线性度好，温度范围宽；开关霍尔元件无触点、无磨损、输出小形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高、温度范围宽。

线性霍尔元件的应用：

1、数学运算器方面的应用：乘法、除法、倒数电路、开方电路

2、电流测量的应用：直流电流与交流电流的测量

3、电压测量的应用：直流电压和交流电压的测量

4、功率测量的应用：直流功率的交流功率的测量

5、功率因数测量的应用

6、磁场的测量：直流磁场和交流磁场的测量

7、线圈匝数的测量：霍尔检零式线圈匝数的测量和霍尔直接检式线圈匝数的测量

8、异步电动机参数中的应用

9、磁性材料矫顽力的测量：测量磁性矫顽力和测量机械零件硬度

开关霍尔元件的应用

1、速度和里程的测量

2、绕线机可逆圈数测量中的应用

3、流速测量

另：

1、霍尔元件在位移、镀层（涂层）厚度及工件厚度测量中的应用

2、在铁金属检测中的应用

3、金属材料膨胀尺寸测量中的应用

4、无损伤中的应用

5、点焊焊接电流测量中的应用

6、钢丝绳断丝检测中的应用

7、流量测量中的应用

8、直流电动机电磁转矩测量中的应用

9、数据融合在霍尔元件中的应用

4、霍尔元件有哪些作用？

电机霍尔的作用：在一定的位置改变电流方向-让线圈产生相反的磁极！简单一点的说就是换项用！利用的是定子（磁场不变）和转子{线圈电流不同(当线圈到达一定位置霍尔给出信号改变电流方向)产生磁场方向不同}所产生的磁场同性相吸异性相斥来产生动力。

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。

霍尔元件的主要特性参数

1、输入电阻Rr：霍尔片的两个控制电极间的电阻值称为输入电阻。

2、输出电阻RO：两个霍尔电势输出端之间的电阻称为输出电阻。

3、额定控制电流Ic：是使在空气中产生10℃温升的控制电流。

4、不等位电势UO：当霍尔元件的激励电流为Ic时，若元件所处位置磁感应强度为零，则它的霍尔电势应该为零，但实际不为零。这时测得的空载霍尔电势称不等位电势。

5、灵敏度KH ：在单位控制电流和单位磁感应强度下，霍尔电势输出端开路时的电势值，其单位为(V/AT)，它反映了霍尔元件本身所具有的磁电转换能力，一般希望它越大越好。

6、寄生直流电势νg：在不加外磁场时，交流控制电流通过霍尔元件而在霍尔电极间产生的直流电势为寄生直流电势。

7、霍尔电动势温度系数α：在一定磁场强度和控制电流作用下，温度每变化1℃，霍尔电动势变化的百分数称为霍尔电动势温度系数，与霍尔材料无关。

8、电阻温度系数β：电阻温度每变化1℃，霍尔元件材料的电阻变化率。