集成式霍尔传感器

定义与结构

集成式霍尔传感器是将霍尔元件与其测量、放大、整形等电路封装在同一外壳内的磁电转换器件。相比由分立霍尔片外加电路构成的分体方案，它具有集成度高、体积小、使用方便的特点。

输出类型

按输出信号形式分为两类：

• 开关型霍尔传感器：输出数字量，在磁场达到一定强度时发生高低电平翻转，用于位置、转速等开关检测。
• 线性霍尔传感器：输出模拟量，输出电压随磁感应强度连续变化，用于磁场、位移、电流等量的线性测量。

引脚与供电

典型三引脚定义为：引脚 1 为 VCC（电源正端），引脚 2 为 GND（电源地），引脚 3 为 OUT（信号输出端）。供电时电源正极接 VCC、负极接 GND，OUT 端输出与被测磁场相关的电压或电平信号。

输出特性

线性集成霍尔传感器的输出电压 $U_o$ 随磁感应强度 $B$ 单调变化。在给定条件（$U_{CC}=10\text{ V}$、$T=25{}^{\circ }\text{C}$、$R_L=10\text{ k}\mathrm{\Omega }$）下，$B=0$ 时 $U_o$ 约为 $4\text{ V}$，$B$ 在 $-0.15\text{ T}$ 至 $0.15\text{ T}$ 范围内 $U_o$ 随 $B$ 增大而升高。其中 $U_{CC}$ 为电源电压（单位 V），$T$ 为环境温度（单位 ${}^{\circ }\text{C}$），$R_L$ 为负载电阻（单位 $\mathrm{\Omega }$），$B$ 为磁感应强度（单位 T）。该曲线只在上述条件及该型号量程内成立，条件改变时数值随之改变。

基本测量电路

以四节 AAA 电池组供电的演示电路为例：电池组正极接传感器 VCC，负极接 GND；OUT 端串联限流电阻后接 LED 正极，LED 负极接 GND，构成完整检测回路。该接法仅适用于输出级能够提供足够源电流、且输出高低电平与 LED 正向压降及允许负载相匹配的具体型号；对于开漏或集电极开路输出，以及输出驱动能力较弱的线性输出型，不能普遍按此接法直接驱动 LED，须按具体器件的输出级条件确定。用条形磁铁（N/S 极）靠近传感器改变磁场，即可通过 LED 的亮灭或亮度变化观察磁场对电路的控制作用。限流电阻用于限制 LED 电流，防止其损坏。

选型因素

选择具体型号时需综合考虑：

• 封装：外形与引脚形式是否便于安装。
• 量程：可测量的磁感应强度范围是否覆盖被测磁场。
• 功耗：工作电流与整机供电能力是否匹配。
• 灵敏度：单位磁感应强度变化引起的输出变化量是否满足分辨要求。
• 工作电压：供电电压是否与系统电源一致。