传感器——一个物理量到另一个物理量的传感器（通常是电的）广泛用于家用和工业设备。没有它们，即使不是不可能，也很难测量、数字化和处理压力和流量（气体或液体）等技术参数， 温度水平、磁场或电场强度等。最广泛使用的传感器之一是霍尔传感器——它既用于日常生活（从智能手机或笔记本电脑开始），也用于最复杂的工业设备。
霍尔效应——工作原理
该效应于 1879 年由美国物理学家埃德温·霍尔发现，并以他的名字命名。现象的本质是，如果你拿一块金属板，让电流通过它（图中AB方向），然后用磁场作用在板上，例如由永磁体产生的磁场，那么在垂直于电流通过的方向（图中的CD），就会产生电位差。
这种效应是由于洛伦兹力作用在运动电荷上并将它们沿垂直于运动方向的方向移动而产生的。结果，在板的边缘会出现电位差，可以测量或用于驱动执行器（通过前置放大）。这种差异取决于：
- 关于电流流动的强度；
- 磁场强度；
- 关于导体中自由电荷载流子的浓度。
这种现象以其发现者的名字命名——霍尔效应。
霍尔传感器的类型和结构
早在上个世纪就发现的效果已经找到了实际应用。它是构建磁场传感器的基础。它们的优点是它们没有移动和摩擦元件（与簧片开关不同），因此它们的可靠性要高得多。根据灵敏度原理 工业传感器 大厅分为：
- 单极（仅对一个磁极反应 - 北极或南极）；
- 双极（它们在暴露于一个极性的磁场时打开，它们在暴露于相反极性的磁场时关闭）；
- 全极 - 对磁铁的任何极作出反应。
磁场对移动电荷产生的电位差是单位，最多为几十微伏。对于实际应用，这还不够，必须放大电位差。这些放大器直接内置在传感器外壳中，根据放大器的类型将设备分为两类。
- 模拟。 其中，传感器输出端的电压与磁场成正比（取决于磁铁的强度和与它的距离）。它们建立在运算放大器的基础上，用于测量磁场。
- 数字的。 功放安装后 比较器 或施密特触发器。输出电压，当磁感应达到一定阈值时，从零变为高电平（通常为电源电压电平）。这种传感器用于构建磁继电器或脉冲发生器。来自板的放大信号被馈送到阈值设备。当达到设定水平时，传感器触发。触发电平可以通过改变传感器到磁场源的距离来调整。
霍尔传感器应用
霍尔传感器在家庭中最常见的应用是汽车的非接触式点火系统。它们的优点是没有机械接触组。这意味着无磨损、无触点燃烧、无机械故障风险。
分配系统包含一个带有突起的板，由发动机曲轴、永磁体和霍尔传感器本身驱动旋转。当板旋转时，由曲轴位置确定的严格定义时刻的突起进入传感器和磁铁之间的间隙，从而改变磁场参数。传感器产生与曲轴旋转同步的脉冲，在必要的时刻调节高压线圈的电压供应。车辆中的磁场传感器也用于识别曲轴的位置。
磁敏传感器的另一个用途是确定电动机转子的位置。继电器元件附在电机定子上，当磁极通过时触发。该原理可用于构建转数计数器或速度计。
基于霍尔效应的设备用于笔记本电脑或移动设备 - 作为盖子关闭位置的指示器。当传感器被触发时，计算机进入睡眠状态或关闭。而在智能手机中，对地球磁场做出反应的传感器的功能之一是组织电子罗盘的操作。
模拟霍尔传感器用于需要估计磁场水平的测量仪器。它们对于导体中电流的非接触式测量是必不可少的。如您所知，当电流流过导体时，它周围会产生磁场。它的强度取决于当前的强度。如果电流是交流的，则可以通过其他方式（例如电流互感器）测量场，但对于直流电，您不能没有霍尔传感器。这就是直流电流钳的工作原理。
霍尔效应最奇特的应用是基于其原理的离子火箭发动机的构造。
如何测试霍尔传感器是否正常工作
要测试传感器，您可以组装一个简单的电路，除了传感器本身，您还需要：
- 电压合适的电源；
- 电阻器 电阻约为 1 kOhm；
- 引领;
- 磁铁。
如果没有 LED，您可以改用万用表（和限流电阻）。 万用表 （数字或指针）在电压测量模式。
对电源没有特殊要求——电路中的电流很小。其电压必须在被测传感器的电源电压范围内。 LED 的阳极连接到电压源的正极，阴极连接到被测设备的输出，因为传感器通常由集电极开路制成（但最好查看数据表）。
测试程序取决于被测设备的类型。
- 要测试单极数字传感器，您必须将一个单极磁铁带到传感器上。LED 应亮起（电压表的箭头应偏转或数字测试仪的读数应突飞猛进）。当磁铁从相当远的地方移开时，电路应该回到原来的位置。如果传感器不工作，您应该用另一极转动磁铁并重复该过程。如果 LED 闪烁，则传感器良好。如果在磁铁的任何位置都没有成功，则该设备不适合操作。
- 双极数字传感器采用类似的方法进行测试，只有磁铁的一个位置的 LED 亮起，并且在移除磁场源时不熄灭。电路不应响应同极的进一步操作。如果您将磁铁翻转过来并以相反的极性将其带到传感器上，LED 应该会熄灭。这表明被测设备工作正常。如果电路工作不正常，则传感器出现故障。
- 全极数字霍尔传感器的测试方法与单极传感器相同，但磁敏设备应在任何磁体位置启动。
模拟传感器使用与数字传感器相同的技术进行测试，但输出电压不应发生突飞猛进的变化，而是随着磁力的增加而平滑变化（例如接近永磁体或增加电磁体线圈中的电流）。
在实用方面，有趣的是如何检查安装在汽车非接触式点火系统中的霍尔传感器。为此，您必须从传感器上拆下连接器并将上述电路直接组装在引脚上。
这里的 LED 也可以用万用表代替。通过手动转动汽车的曲轴，您可以观察到间歇性 LED 闪烁或输出电压从零变化到接近汽车的车载电压。检查车库状况的另一种方法是用已知有故障的备用传感器临时更换设备。
霍尔传感器已在家庭和工业应用中得到广泛应用。如果您了解它的工作原理，则不难检查它。
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