孙清俊
东营琦玮机电设备有限公司 山东 东营257500
摘要：本文研究与分析霍尔传感器，从而在探析霍尔效应及霍尔元件时从电气仪表工作实际情况出发，全面的探究霍尔传感器的基本工作原理以及其在电气仪表这两方面中的应用，并较为详细的以这个问题进行了分析与表述，而霍尔传感器装置也能使的电气仪表的质量与工作效率得到进一步提高，并且在其过程中起到了至关重要的作用也得到了论证，从而对其发展更具有重要的意义。
关键词：霍尔传感器；电器仪表；研究与分析；意义
霍尔传感器是利用霍尔效应将被测非电量转换为电量的一种传感器。传感器位于研究对象与测试系统之间，是获取与检测信息的窗口。它可以直接测量电流、电压或磁场及微位移量，也可以间接测量振动、压力、压差、加速度等参数。目前霍尔传感器已从分立元件发展到了集成电路的阶段，应用日益广泛。
1对霍尔传感器的研究
产生霍尔效应的原因：实际上，霍尔效应就是在运动时物体所产生的电荷，而且所衍生的一种现象是在同时受到电场与磁场的相互作用后。而且它在整个磁场的运行系统中对处在静止状态中的导体装置来说是的长期的运动着，一旦改变了静止导体中的电流运动方向，并与磁场运动方向有不一致出现的时候，就会使导体装置中与磁场运动方向平行的电流与实际电流的运动方向会发生互相的作用，于是就使得电动势这一物理现象所产生。而且因为这种由磁场与电流运动方向发生差异使的电动势的现象产生，这就是我们常说的霍尔效应，而霍尔电动势就是在霍尔效应试验中所产生出来的电动势。
定义的霍尔元件：究其本质来说，霍尔元件就是一种特殊的元件。但半导体材料是我们目前的经济发展水平中所选用的材料，用其来对霍尔元件装置制作并进一步配上特殊的加工工艺从而完成制作。在实际的应用中它所表现出来的特点有：①较小的整体尺寸；②成本偏低的制作；③较为明显性能优势。尤其半导体材料是霍尔元件是所使用的是比较昂贵的材料，从而使霍尔感应器的敏锐度的上升，使其能够温对度指标的变化情况更有效地感应到，使霍尔传感器的内部所体现出来的电压的参数值与测量的温度的参数的变化规律方便比较。当然换个方面来讲，假设在测量电压的运行过程时，有两个霍尔元件，在同一等位面上所测量得出的参数没有，或是说霍尔元件其测量产生的电阻在运行时不相同，则将直接导致磁场产生电阻不稳定。所以在有效使用对霍尔元件装置的过程当中时，为使霍尔元件能够进行可靠高效的运行得到保证，将整个磁场运行系统当中配置一个一般会与之相对应的温度补偿电路与电势的补偿电路装置。所以，当将霍尔元件装置通过研究集成在一个芯片时，工作人员设置妥当就需要运用物理的知识将补偿电路装置以及稳压电源装置，于是就可以使常见的霍尔传感器形成了。
2霍尔传感器的工作原理
分析霍尔传感器的电路：电源装置在整个的电路系统中，主要是对充足的电力负责，从而使霍尔传感器的控制电路进行正常地运行，并适当的调整系统，能够有效的控制电阻装置，并且使霍尔传感器的运行系统正常进行，再对电流大小适当调节，使其与系统中的负载的电阻参数能够保持相对应。因此磁场控制区域当中的负载参数在相互作用之下，可以通过电压给予有效的准确输出。分析霍尔传感仪器移角位的测量：在整个磁场运动系统控制区域当中，霍尔传感器的元件与被测量物体始终有着相互作用的联系。霍尔元件换个方式说，在某一个特定的环境下进行着转动时能够在磁场系统中持续进行。霍尔电动势从这一现象上来说，能对霍尔传感器装置在运行过程当的移角参数变化情况直观显著的反映出。移角参数的变化通过实验研究表明是呈现出非线性的变化。
换句话来说，如果延长霍尔元件的方向，并且变化情况由延长后的方向可以进一步得到不同的电子运动速度，或是不同方向的线性变化相关的磁场而产生的夹角参数，从而使得霍尔电动势在最后所输出参数所产生一定的差异变化。
二、霍尔传感器在电气仪表中的应用
霍尔传感器由于其高灵敏性、高稳定性、耐高温、体积小、抗冲击性等显著优点，广泛应用于汽车工业、自动化、信息处理等各个领域。其中，在电气仪表领域中的应用尤为突出。霍尔传感器在电气仪表中的应用主要包括电流、压力、转速等参数的测量，具体内容如下：
(一)对电气仪表电流的测量
电气仪表运行时的电流参数的测定，需要霍尔传感器按如下方法实现：首先，在测量电流时，将通电的导线置于安装有霍尔元件的整个磁场运行系统中。在此条件下，电气仪表运行过程中会有一定的电流通过导线，在磁场运行系统中的霍尔元件便会产生一定的电压信号。如果测量区域中的霍尔传感器的电流的大小和电流的流向发生变化，磁场运行系统中相对应的电压信号势必会发生变化。由于霍尔传感器中有放大器装置，这样的变化波动会同时促使传感器装置感应到电压信号的变化，并通过放大器装置对其进行二次整流和放大后，最终获得电流值大小，即完成电流的测量任务。
(二)对电气仪表压力的测量
电气仪表运行时的油压等压力参数测定的实现，其关键点在于电气仪表运行时，霍尔传感器装置能够将运行过程中出现的非电量信号转变为电量信号。使用霍尔传感器对电气仪表的压力参数进行测量时，需要按如下方法实现：首先，将霍尔传感器的各部分元件固定在电仪仪表系统中的弹性薄膜、波尔登管等弹性元件的一侧。在电气仪表运行过程中，系统中的弹性元件会在压力作用下产生一定的位置变化，而且这种位移变量同时会对霍尔元件的位置产生作用，使其在具有线性变化的磁场中进行有规律的移动，最终会产生并且输出与此规律性移动相对应的霍尔电动势。但是，由于弹性薄膜、波尔登管等弹性元件的弹性位移变化范围一般比较小，仅能够支持变化范围比较微小的参数的检测。同时，由于当前我国在此方面的技术条件还不够成熟。因此，目前霍尔传感器多用于电气仪表中油压等微小压力的测量工作。
{三)对电气仪表转速的测量
电气仪表运行时的转速参数的测定，需要霍尔传感器按如下方法实现：首先，将一个能够独立运行的圆盘装置置于待测转速的转轴之中。同时，这个圆盘装置要尽可能的靠近霍尔传感器装置及其所处的磁场运行系统中。在磁场系统运行过程中，圆盘装置会通过自身的转动作用使其磁阻参数随着气隙的变化剧样产生周期性的变化。霍尔传感器之所以能够对电气仪表的转速参数进行测量，主要通过以下两种方式实现：第一，在增设的嘲盘装置外部边缘粘贴一一个小磁钢装置，并将霍尔传感器装置置于其附近。在转动圆盘装置的过程中，粘贴的小磁钢装置会转动到霍尔传感器附近，并输出相应的磁脉冲信号。第二，在增设的圆盘装置背面粘贴一个小磁钢装置，并且同时接近正在转动的齿轮装置。在齿轮装置转动的过程中，会同时引发霍尔传感器的磁感应状态，并输出相应的磁脉冲信号。以上两种方式输出的脉冲信号，通过放大器装置对其进行二次整流和放大后，可以实现对电气仪表转速的测量工作l。
三、结语
总而言之，本文针对霍尔传感器在电气仪表中的应用问题做出了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。
参考文献：
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