霍爾傳感器的內(nèi)部構(gòu)造是怎樣的？

霍爾傳感器是基于霍爾效應(yīng)的一種傳感器，廣泛用于電磁、壓力、加速度、振動等方面的測量。其特點是體積小、功耗小、壽命長、安裝方便，耐腐蝕和污染。1879年美國物理學(xué)家霍爾在試驗中發(fā)現(xiàn)了金屬材料具有霍爾效應(yīng)，但是由于金屬材料的霍爾效應(yīng)太弱而沒有得到應(yīng)用。半導(dǎo)體出現(xiàn)后，研究人員開始使用半導(dǎo)體材料制成霍爾元件，而半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)現(xiàn)象顯著，從此霍爾傳感器才得到應(yīng)用和發(fā)展。

不同的電感式霍爾傳感器尺寸不同，額定檢測距離一般可達100mm。在正常條件下，每個傳感器制造商的標(biāo)稱檢測距離是在實驗室條件下測得的額定檢測距離。在電感式霍爾傳感器的實際應(yīng)用中，考慮到各種環(huán)境因素，其可靠的檢測距離約為額定檢測距離的80%，但傳感器對被測物體也有一定要求。由于應(yīng)用現(xiàn)場被測材料的磁導(dǎo)率和尺寸，在正常情況下不能滿足傳感器標(biāo)準(zhǔn)被測物體的要求，因此電感式霍爾傳感器的檢測距離會進一步衰減，這就是為什么許多用戶會感覺到電感式式霍爾傳感器的檢測距離遠小于制造商的額定距離。在這種非標(biāo)準(zhǔn)測試的情況下，制造商及其不同系列的產(chǎn)品之間存在很大差異。此外，更深入地講，抗電磁干擾，環(huán)境溫度，電壓干擾和安裝要求也存在差異。選擇合適的電感式霍爾傳感器將極大地提高設(shè)備運行的穩(wěn)定性和可靠性，并且最大可能地減少傳感器的故障或損壞并減少不必要的維護投資。

霍爾位置傳感器一般由外殼、電子部分和磁性部分組成。外殼：外殼一般由塑料或金屬制成，其結(jié)構(gòu)一般為圓形或橢圓形，可根據(jù)實際使用環(huán)境需要做出合理的改變。外殼上配有不同數(shù)量的出口，以便將傳感器連接到用戶設(shè)備上。電子部分：電子部分由電路板、繼電器和其他電子元件組成。電路板一般由不銹鋼、鋁、銅或其他材料制成，繼電器用于控制傳感器的輸出信號。磁性部分：磁性部分由永磁體、活動磁鐵和靜態(tài)磁鐵組成。永磁體用于提供靜態(tài)磁場，活動磁鐵用于檢測傳感器的位置，靜態(tài)磁鐵用于提供活動磁鐵的磁場。

霍爾元件的主要參數(shù)(1)額定激勵電流和最大允許激勵電流在給霍爾元件加激勵電流時，霍爾元件的溫度升高10℃，此時的激勵電流稱為額定激勵電流，用符號IC表示。當(dāng)激勵電流增大時，霍爾電壓也會隨著增大。為了獲得較大的霍爾電壓，在應(yīng)用中會采用較大的激勵電流，但是激勵電流過大，霍爾元件的功耗就會增大，霍爾元件的溫度升高，會引起霍爾電壓的溫度漂移增大，影響測量精度，因此各種型號的霍爾元件都規(guī)定了對應(yīng)的最大激勵電流Im，它的數(shù)值從幾毫安至十幾毫安不等。(2)輸入電阻和輸出電阻霍爾元件兩個激勵電流端的電阻被稱為輸入電阻Ri，兩個霍爾電壓輸出端子之間的電阻被稱為輸出電阻Ro。不同類型的霍爾元件，輸入電阻和輸出電阻的阻值一般從幾十歐姆到幾百歐姆不等。(3)不等位電動勢和不等位電阻不等位電動勢是指沒有外加磁場時，霍爾元件在額定激勵電流的作用下，霍爾元件輸出的開路電壓，一般用符號UM表示，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因有：

霍爾電極安裝位置不對稱或不在同一等電位面上;半導(dǎo)體材料不均勻造成了電阻率不均勻或是幾何尺寸不均勻;激勵電極接觸不良造成激勵電流不均勻分布等。

霍爾傳感器由一個磁鐵和一個磁感應(yīng)元件組成，磁鐵可以產(chǎn)生一個恒定的磁場，而磁感應(yīng)元件可以檢測這個磁場并將其變換成一個電信號。當(dāng)物體移動時，它會改變磁場的強度，從而影響磁感應(yīng)元件的輸出信號。根據(jù)這個輸出信號，可以推斷出物體的位置?；魻栁恢脗鞲衅鞯膽?yīng)用場景很廣泛，比如可以用于機器人的運動控制，精準(zhǔn)控制機器人的位置;也可以用于工業(yè)自動化，準(zhǔn)確控制機器的位置;還可以用于車輛安全控制，準(zhǔn)確檢測車輛的位置;除此之外，還可以用于建筑自動控制，準(zhǔn)確控制建筑物的位置，實現(xiàn)智能化控制;還可以用于航空航天行業(yè)，準(zhǔn)確檢測宇宙飛行器的位置。