MHM12-M30NB-Y3L2/C50磁鐵感應(yīng)霍爾傳感器

M8M12M18霍爾開關(guān)磁鐵感應(yīng)開關(guān)12-24V霍爾接近開關(guān)N極S極芯片

產(chǎn)品別名：霍爾開關(guān),S極磁鐵感應(yīng),N極磁鐵感應(yīng),磁鐵感應(yīng)開關(guān)

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MHM12-M30NB-Y3L2/C50磁鐵感應(yīng)霍爾傳感器

1 基本簡介 
　　霍爾傳感器
霍爾傳感器霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器?；魻栃?yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾（A.H.Hall，1855&mash;1938）于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。后來發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng)，而半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬強(qiáng)得多，利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件，地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測技術(shù)及信息處理等方面。霍爾效應(yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。


2 主要特點(diǎn) 編輯本段 
　?。ㄒ唬┚€性型霍爾傳感器的特性

　　霍爾傳感器
霍爾傳感器　　輸出電壓與外加磁場強(qiáng)度呈線性關(guān)系，如圖3所示，可見，在B1～B2的磁感應(yīng)強(qiáng)度范圍內(nèi)有較好的線性度，磁感應(yīng)強(qiáng)度超出此范圍時(shí)則呈現(xiàn)飽和狀態(tài)。 

　?。ǘ╅_關(guān)型霍爾傳感器的特性 

　　如圖4所示，其中BOP為工作點(diǎn)&lquo;開&rquo;的磁感應(yīng)強(qiáng)度，BRP為釋放點(diǎn)&lquo;關(guān)&rquo;的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

　　霍爾傳感器
霍爾傳感器當(dāng)外加的磁感應(yīng)強(qiáng)度超過動(dòng)作點(diǎn)Bop時(shí)，傳感器輸出電平，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度降到動(dòng)作點(diǎn)Bop以下時(shí)，傳感器輸出電平不變，一直要降到釋放點(diǎn)BRP時(shí)，傳感器才由電平躍變?yōu)殡娖健op與BRP之間的滯后使開關(guān)動(dòng)作更為。 

　　另外還有一種&lquo;鎖鍵型&rquo;（或稱&lquo;鎖存型&rquo;）開關(guān)型霍爾傳感器，其特性如圖5所示。

　　霍爾傳感器
霍爾傳感器當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度超過動(dòng)作點(diǎn)Bop時(shí)，傳感器輸出由電平躍變?yōu)殡娖?，而在外磁場撤消后，其輸出狀態(tài)保持不變（即鎖存狀態(tài)），必須施加反向磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到BRP時(shí)，才能使電平產(chǎn)生變化。

3 基本術(shù)語 編輯本段 
　　霍爾傳感器分為線型霍爾傳感器和開關(guān)型霍爾傳感器兩種。

　　（一）線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出模擬量。

　?。ǘ╅_關(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器，斯密特觸發(fā)器和輸出級(jí)組成，它輸出數(shù)字量。

　　霍爾傳感器也可分為開環(huán)原理和閉環(huán)原理。開環(huán)[1]也就是開關(guān)型，閉環(huán)就是線性型的.

3.1 霍爾效應(yīng) 　　在半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流I，并在薄片的垂直方向施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，則在垂直于電流和磁場的方向上，將產(chǎn)生電勢差為UH的霍爾電壓

3.2 理論基礎(chǔ) 　　霍爾傳感器
霍爾傳感器　　流體中的霍爾效應(yīng)是研究&lquo;磁流體發(fā)電&rquo;的理論基礎(chǔ)。 

　　1）電流傳感器必須根據(jù)被測電流的額定有效值適當(dāng)選用不同的規(guī)格的產(chǎn)品。被測電流長時(shí)間超額，會(huì)損壞末極功放管（指磁補(bǔ)償式），一般情況下，2倍的過載電流持續(xù)時(shí)間不得超過1分鐘。

　　（2）電壓傳感器必須按產(chǎn)品說明在原邊串入一個(gè)限流電阻R1，以使原邊額定電流，在一般情況下，2倍的過壓持續(xù)時(shí)間不得超過1分鐘。

　?。?）電流電壓傳感器的精度是在原邊額定值條件下的，所以當(dāng)被測電流于電流傳感器的額定值時(shí)，應(yīng)選用相應(yīng)大的傳感器；當(dāng)被測電壓于電壓傳感器的額定值時(shí)，應(yīng)重新調(diào)整限流電阻。當(dāng)被測電流于額定值1/2以下時(shí)，為了精度，可以使用多繞圈數(shù)的辦法。

　?。?）絕緣耐壓為3KV的傳感器可以長期正常工作在1KV及以下交流系統(tǒng)和1.5KV及以下直流系統(tǒng)中，6KV的傳感器可以長期正常工作在2KV及以下交流系統(tǒng)和2.5KV及以下直流系統(tǒng)中，注意不要超壓使用。

　　（5）在要求良好動(dòng)態(tài)特性的裝置上使用時(shí)，用單根銅鋁母排并與孔徑吻合，以大代小或多繞圈數(shù)，均會(huì)影響動(dòng)態(tài)特性。

　　（6）在霍爾傳感器
霍爾傳感器大電流直流系統(tǒng)中使用時(shí)，因某種原因造成工作電源開路或故障，則鐵心產(chǎn)生較大剩磁，是值得注意的。剩磁影響精度。退磁的方法是不加工作電源，在原邊通一交流并逐漸減小其值。

　?。?）傳感器抗外磁場能力為：距離傳感器5～10cm一個(gè)超過傳感器原邊電流值2倍的電流，所產(chǎn)生的磁場干擾可以抵抗。三相大電流布線時(shí)，相間距離應(yīng)大于5～10cm。

　　（8）為了使傳感器工作在測量狀態(tài)，應(yīng)使用圖1－10介紹的簡易典型穩(wěn)壓電源。

　?。?）傳感器的磁飽和點(diǎn)和電路飽和點(diǎn)，使其有很強(qiáng)的過載能力，但過載能力是有時(shí)間限制的，試驗(yàn)過載能力時(shí)，2倍以上的過載電流不得超過1分鐘。

　?。?0）原邊電流母線溫度不得超過85℃，這是S工程塑料的特性決定的，用戶有特殊要求，可選溫塑料做外殼。

　　霍爾器件有許多點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率（可達(dá)1MHZ），耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。

　　霍爾線性器件的精度、線性度好；霍爾開關(guān)器件無觸點(diǎn)、無磨損、輸出波形清晰、無抖動(dòng)、無回跳、位置重復(fù)精度（可達(dá)μm級(jí)）。取用了各種補(bǔ)償和保護(hù)措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達(dá)－55℃～150℃。 

　　按照霍爾器件的功能可將它們分為: 霍爾線性器件 和 霍爾開關(guān)器件 。前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。 

　　按被檢測的對(duì)象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為:直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。前者是直接檢測出受檢測對(duì)象本身的磁場或磁特性，后者是檢測受檢對(duì)象上人為設(shè)置的磁場，用這個(gè)磁場來作被檢測的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)間等，轉(zhuǎn)變成電量來進(jìn)行檢測和控制。

3.3 霍爾元件 　　根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成的元件叫霍爾元件。它有對(duì)磁場敏感、結(jié)構(gòu)簡單、體積霍爾傳感器
霍爾傳感器小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等點(diǎn)，因此，在測量、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　常用霍爾元件型號(hào)有：單極霍爾YS44E、MH282、YS580、SS541。雙極鎖存霍爾YS8920、MH188、41F、EW512。線性霍爾HG302C、A1302、 49E、HG106C。

4 其他資料 編輯本段 
4.1 霍爾傳感器的應(yīng)用 　?。ㄒ唬┚€性型霍爾傳感器主要用于一些物理量的測量。例如： 

　　1．電流傳感器 

　　由于通電螺線管內(nèi)部存在磁場，其大小與導(dǎo)線中的電流成正比，故可以利用霍爾傳感器測量出磁場，從而確定導(dǎo)線中電流的大小。利用這一原理可以設(shè)計(jì)制成霍爾電流傳感器。其點(diǎn)是不與被測電路發(fā)生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別于大電流傳感。 霍爾電流傳感器工作原理如圖6所示，圓環(huán)鐵芯有一個(gè)缺口，將霍爾傳感器插入缺口中，圓環(huán)上繞有線圈，當(dāng)電流通過線圈時(shí)產(chǎn)生磁場，則霍爾傳感器有信號(hào)輸出。 

　　2．位移測量 

　　如圖7所示，兩塊*磁鐵同極性相對(duì)放置，將線性型霍爾傳感器置于中間，其磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，這個(gè)點(diǎn)可作為位移的零點(diǎn)，當(dāng)霍爾傳感器在Z軸上作△Z位移時(shí)，傳感器有一個(gè)電壓輸出，電壓大小與位移大小成正比。

　　如果把拉力、壓力等參數(shù)變成位移，便可測出拉力及壓力的大小，如圖8所示，是按這一原理制成的力傳感器。

　　二）開關(guān)型霍爾傳感器主要用于測轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速、風(fēng)速、流速、接近開關(guān)、關(guān)門告知器、器、自動(dòng)控制電路等。 

　　1．測轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)數(shù) 

　　如圖9所示，，在非磁性材料的圓盤邊上粘一塊磁鋼，霍爾傳感器放在靠近圓盤邊緣處，圓盤旋轉(zhuǎn)一周，霍爾傳感器就輸出一個(gè)脈沖，從而可測出轉(zhuǎn)數(shù)（計(jì)數(shù)器），若接入頻率計(jì)，便可測出轉(zhuǎn)速。

　　如果把開關(guān)型霍爾傳感器按預(yù)定位置有規(guī)律地布置在軌道上，當(dāng)裝在運(yùn)動(dòng)車輛上的永磁體經(jīng)過它時(shí)，可以從測量電路上測得脈沖信號(hào)。根據(jù)脈沖信號(hào)的分布可以測出車輛的運(yùn)動(dòng)速度。

4.2 使用注意事項(xiàng) 　?。?）為了較好的動(dòng)態(tài)特性和靈敏度，必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合，要耦合得好，用單根導(dǎo)線且導(dǎo)線*填滿霍爾傳感器模塊孔徑。

　?。?）使用中當(dāng)大的直流電流流過傳感器原邊線圈，且次級(jí)電路沒有接通電源|穩(wěn)壓器或副邊開路，則其磁路被磁化，而產(chǎn)生剩磁，影響測量精度（故使用時(shí)要先接通電源和測量端M），發(fā)生這種情況時(shí)，要行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源，而在原邊線圈中通一同樣等級(jí)大小的交流電流并逐漸減小其值。

　　（3）在大多數(shù)場合，霍爾傳感器都有很強(qiáng)的抗外磁場干擾能力，一般在距離模塊5-10cm之間存在一個(gè)兩倍于工作電流Ip的電流所產(chǎn)生的磁場干擾是可以忽略的，但當(dāng)有更強(qiáng)的磁場干擾時(shí)，要采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫鉀Q。通常方法有：

　?、?調(diào)整模塊方向，使外磁場對(duì)模塊的影響zui??；

　?、?在模塊上加罩一個(gè)抗磁場的金屬屏蔽罩；

　?、?選用帶雙霍爾元件或多霍爾元件的模塊電源維修；

　?。?）測量的精度是在額定值下的，當(dāng)被測電流遠(yuǎn)于額定值時(shí)，要獲得zui精度，原邊可使用多匝，即：IpNp=額定安匝數(shù)。另外，原邊饋線溫度不應(yīng)超過80℃。

　　霍爾傳感器的特點(diǎn)（與普通互感器比較）

　　1、 霍爾傳感器可以測量任意波形的電流和電壓，如：直流、交流、脈沖波形等，甚至對(duì)瞬態(tài)峰值的測量。副邊電流忠實(shí)地反應(yīng)原邊電流的波形。而普通互感器則是無法與其比擬的，它一般只適用于測量50Hz正弦波。

　　2、 原邊電路與副邊電路之間*電絕緣，絕緣電壓一般為2KV至12KV，特殊要求可達(dá)20KV至50KV。

　　3、 精度：在工作溫度區(qū)內(nèi)精度于1%，該精度于任何波形的測量。而普通互感器一般精度為3%至5%且50Hz正弦波形。

　　4、線性度好：于0.1%

　　5、動(dòng)態(tài)性能好：響應(yīng)時(shí)間小于1μs跟蹤速度i/t于50A/μs

　　6、霍爾傳感器模塊這種異的動(dòng)態(tài)性能為提現(xiàn)代控制系統(tǒng)的性能提供了關(guān)鍵的基礎(chǔ)。與此相比普通的互感器響應(yīng)時(shí)間為10-12ms，它已不能適應(yīng)工作控制系統(tǒng)發(fā)展的需要。

　　7、工作頻帶寬：在0-100kHz頻率范圍內(nèi)精度為1%。在0－5kHz頻率范圍內(nèi)精度為0.5%。

　　8、測量范圍：霍爾傳感器模塊為系統(tǒng)產(chǎn)品，電流測量可達(dá)50KA，電壓測量可達(dá)6400V。

　　9、過載能力強(qiáng)：當(dāng)原邊電流超負(fù)荷，模塊達(dá)到飽和，可自動(dòng)保護(hù)，即使過載電流是額定值的20倍時(shí)，模塊也不會(huì)損壞。

　　10、模塊尺寸小，重量輕，易于安裝，它在系統(tǒng)中不會(huì)帶來任何損失。

　　11、模塊的初級(jí)與次級(jí)之間的&lquo;電容&rquo;是很弱的，在很多應(yīng)用中，共模電壓的各種影響通?？梢院雎?，當(dāng)達(dá)到幾千伏/μs的壓變化時(shí)，模塊有自身屏蔽作用X光機(jī)維修。

　　12、模塊的靈敏度，使之能夠區(qū)分在&lquo;分量&rquo;上的弱信號(hào)，例如：在幾百安的直流分量上區(qū)分出幾毫安的交流分量。

　　13、性：失效率：&lamba;=0.43╳10-6/小時(shí)

　　14、抗外磁場干擾能力強(qiáng)：在距模塊5-10cm處有一個(gè)兩倍于工作電流(2Ip)的電流所產(chǎn)生的磁場干擾而引起的誤差小于0.5%，這對(duì)大多數(shù)應(yīng)用，抗外磁場干擾是足夠的，但對(duì)很強(qiáng)磁場的干擾要采取適當(dāng)?shù)拇胧?。[2]