最新线性霍尔效应传感器IC

线性霍尔效应传感器IC

线性传感器芯片 - 特点和优点

线性传感器拥有很宽的磁场工作范围，关键性指标是在其规定的工作温度范围的灵敏度和线性度。线性霍尔器件几乎不受环境因素的影响，例如振动，潮湿，灰尘或油膜，环境照明等。

一些应用领域

?电流传感

?电源感应（电能计量）

?磁（偏）传感应用

?黑色金属探测器

?接近传感器

?液体位置传感器

?温度/压力/真空感应器

?油门或空气阀门位置传感器

?非接触式电位器

比值定义

大多数的线性霍尔器件是有具体比例的，静态时候的输出电压（典型值是二分之一的电源电压），灵敏度与电源电压成正比。例如，一个霍尔器件的电源电压为5V，在没有外加磁场的情况下，器件的静态输出为2.5V，并且以1.5mV/GS的比率变化。如果电源电压变为5.5V，静态输出变为2.75V，并且以1.75mV/GS的比率变化。

线性器件特性

早期的线性比例式装置的

使用单校准线性霍尔元件

电流感应

线性霍尔效应器件对电流检测来说是理想的，可以精确的测量由几毫安到几千安培的电流值。

电流通过导体将产生一个大约每6.9GS/mA的自由空间磁场。因为一个霍尔器件的测量范围是有限的，所以，需要配置检测电路使被测量的电流强度范围是在器件允许的范围内。

大电流测量

对于大电流的产品来说，线性霍尔能够在不使用加强外部电场和不加磁环和线圈的情况下，通过感应总磁场产生的一个分信号，来提供一个可用的输出。对于低电流的产品，需要外加一个环形线圈来增加可检测磁场的范围。理想情况下，考虑了信号与噪声的比例问题，磁场强度要在100GS以上。在芯片表面的磁通量密度可以计算为：

B ≈ I/4πr

或者 I ≈ 4πrB

B：磁场强度，单位：高斯；

I：电流强度，单位：安培

r：由导线的中心到器件芯片的距离，单位：英寸

例1：导线的半径0.25英寸，加上0.1英寸空气间隙，2000安培的电流。B≈2000/4.40≈445G。

例2：导线的半径0.15英寸，加上0.1英寸空气间隙，300安培的电流。B≈300/3.14≈95G。

请注意，霍尔元件对于经过它的垂直磁场是最敏感的，与器件成某一角度的磁感线，将在余弦方向上降低霍尔电压的值，在90度位置的磁感线产生的有效磁场为0。

使用线圈提高灵敏度

磁通密度可随线圈的使用变大，由器件到线圈到空气的距离共为0.06英寸，增加的磁场强度可以由下列公式计算：

B ≈ 6.9nI

或者 n ≈ B/6.9I n：线圈匝数

例如，在12安培的电流下，要显示400高斯：n≈400/83=5圈。

使用磁环使灵敏度最大化

对于一个低于120A的精确的电流测量来说，使用与通电导体一起穿过空间定位装置的磁环，是最佳的方式。磁环将加强通过磁敏器件的磁场。由于与内部噪声有关的固定器件和放大器的原因，1高斯以下的磁场是很难被测量的。为了测量低电流，被测产品应该使用磁环。磁环圈数n ≈ B/6.9I

与永磁材料一起使用的线性霍尔器件的应用

在许多应用中，线性设备与永久磁铁一起使用。下面是几种磁铁的配置。为了最大限度地提高线性度，电场强度的变化与所需的位移的比值必须要是理想的。对磁铁和传感器件的合适选择，能够节省巨大的成本，一般来说，高品质，高场强磁体要用于最线性的传感应用。

头传感器（单极磁铁）

虽然简单，但是一个单极磁铁产生一个与空气间隙成非线性的模拟输出磁场。在空气间隙很小的时候，在某些应用领域，可以认为，空气间隙与输出电压成线性比例。空气间隙很大的时候，认为输出有一个明显的非线性特征。线性器件将精确的追踪南极或者北极磁场。

特点：

?器件的输出和跟踪磁场?简单的机械配置