霍爾傳感器學習使用心得

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最近學習了一下霍爾傳感器，以前在學校就學到用霍爾傳感器測量電機轉速，具體也沒怎麼研究過原理，就知道磁鐵過霍爾產生脈衝。至於到底如何產生的，沒仔細琢磨過。

• 磁鐵怎麼在霍爾傳感器附近移動，才能產生脈衝呢？

• 用磁鐵的什麼極性去接近霍爾？

帶着上面的問題，反覆百度，才發現，原來簡單的霍爾傳感器有好幾類種類：（掃盲貼）

1. 線性輸出，這類就是霍爾檢測磁鐵的磁場強度，輸出電壓值（如AH3503）。這種可以用在測距和測量角度上。現在有些汽車採用電子油門方案、電動車油門把手，大多就是這種種類。還可以利用線性霍爾檢測直線位移。
2. 開關型：只輸出高低電平。

根據檢測磁場的方式可以分爲：

1. 單極性霍爾：就是霍爾只檢測N極性或者S極性中的一種。當磁鐵的N或者S極性垂直與霍爾芯片表面接近霍爾到有效距離時候，傳感器輸出有效值（低電平或者高電平）；離開則無輸出。這類單極性的一般用作接近開關使用，比如有櫥櫃、冰箱的門開合檢測。

2. 兩級霍爾（或者叫全極霍爾）：相對於單極性而言，N級或者S級靠近傳感器都會輸出有效值，不分極性。這個就很有意思了。在很多的芯片手冊中都會有一種說法叫“全極保持”？這種意思就是在如下圖的磁鐵向霍爾IC靠近時，當達到磁通在Brpn和Brps之間時，輸出保持不變。如果沒有保持功能的芯片，在這個區間範圍內信號會變化。
   

3. 交變霍爾（或者叫雙極性霍爾）：簡單說就是N極靠近輸出高電平，S級靠近輸出低電平。這個在一般的芯片中也有叫做雙極性保持霍爾。這裏的保持就是沒有磁通的時候，保持上一個狀態不變。如下圖所示的放置，一般可以用來檢測電機轉速，他輸出一個50%的矩形波。當然，單極性和全極性霍爾都可以用相應的結構來檢測電機轉速，只是輸出的矩形波佔空比有差異。
   

案例：

而我使用雙極型保持霍爾做了一個簡單的位移方位檢測，用來檢測一個滑軌在霍爾IC的左側還是右側。在位移的滑軌中放置一個NS極性的磁鐵（左邊N級，右邊S級）。現在滑軌水平由左向右移動。S級會先進入霍爾IC的感應器，霍爾輸出低電平；當物體繼續移動到霍爾右邊時，這時候霍爾IC感知的是N級，那這時候霍爾就是輸出高電平。如此反覆，始終是左邊時是低電平，右邊時是高電平。是不是很有意思。

總結：

1.一般在選擇芯片的時候，需要認真查看霍爾芯片的類型。有些手冊會提到，有些不會。不會提到的一般都會給出磁束密度圖，根據這個就可以判斷該霍爾是什麼類型。還要查看霍爾的敏感磁通在什麼級別。

2.一般霍爾芯片都是1D檢測，也就是將磁場作用於芯片表面（這樣效果最理想，但是其他角度也可以）。Allegro推出了一款3D霍爾檢測，可以檢測三個方向的霍爾磁場。（其實就是合成了三個1D的霍爾）