霍尔电势

霍尔器件是一种采用半导体材料制成的磁电转换器件。如果在输入端通入控制电流IC，当有一磁场B穿过该器件感磁面，则在输出端出现霍尔电势VH。

霍尔电势VH的大小与控制电流IC和磁通密度B的乘积成正比，即：VH=KHICBsinΘ

霍尔电流传感器是按照霍尔效应原理制成，对安培定律加以应用，即在载流导体周围产生一正比于该电流的磁场，而霍尔器件则用来测量这一磁场。因此，使电流的非接触测量成为可能。

通过测量霍尔电势的大小间接测量载流导体电流的大小。因此，电流传感器经过了电－磁－电的绝缘隔离转换。

外定子中的永磁磁钢产生的磁场分布情况如图3 所示，磁力线经过外定子、空气隙、杯形转子和内定子后形成闭合回路。由于永磁磁钢与霍尔元件的安装位置在空间上错开45°角，因此永磁磁钢产生的磁场与霍尔元件不存在交链。

当杯形转子静止时，如图3中( a) 所示，由于永磁磁钢产生的恒定磁通没有穿过霍尔元件，因此霍尔元件不产生霍尔电势; 当杯形转子开始转动时，即存在瞬时旋转角速度，如图3中( b) 所示。此时杯形转子开始切割永磁磁钢的恒定磁通，将杯形转子的杯体看作是很多根的导条，则根据法拉第电磁感应定律，杯形转子中产生与瞬时角速度对应的感应电动势。

假设杯形转子的旋转方向为逆时针，则根据右手定则，杯形转子产生的感应电动势方向如图3中( b)所示。感应电动势产生相应的短路电流，短路电流的方向与感应电动势的方向相同。此时短路电流会产生对应的磁场，如图3中( b) 所示，该磁场经由内定子、霍尔元件、空气隙、杯形转子和外定子后形成闭合回路。 由于该磁通与霍尔元件匝链，则根据霍尔效应，霍尔元件产生相应的霍尔电势。

当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为U=Kk·I·B/d。其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场（洛伦兹力Lorrentz）的磁感应强度，d是薄片的厚度。

由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。

霍尔开关的输入端是以磁感应强度B 来表征的，当B值达到一定的程度（如B1）时，霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。输出端一般采用晶体管输出，和接近开关类似有NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型（双极性）、双信号输出之分 。