數字霍爾開關：優點和應用

數字霍爾開關是基于半導體的，并且它們的輸出電壓相對于磁場的變化而變化。這些傳感器將霍爾效應傳感元件與電路相結合，提供數字開/關輸出信號，該信號對應于磁場的變化，而無需使用任何移動部件。霍爾效應單元僅限于具有低直流電壓和電流的應用。與簧片開關不同，霍爾效應器件包含有源電路，因此它始終吸收少量電流。

數字霍爾具有高可靠性，可編程為在給定的磁場容差下激活，以滿足精確的傳感要求。

這些傳感器非常適用于洗衣機和烘干機等白色家電的高速傳感應用。在這個應用中，一個旋轉的16極環形磁鐵激活霍爾效應芯片，每個通過紅色（北極）段，并通過每個通過的白色（南極）段停用它，從而產生非常精確的速度信號。數字霍爾特別適用于汽車安全應用，如安全帶扣夾緊檢測和傳動齒輪速度傳感。

圖1：霍爾效應速度傳感應用圖

模擬/比例傳感器增加穩定性和準確性

模擬傳感應用允許最終用戶獲得磁鐵位置的瞬時反饋。模擬霍爾開關具有高精度，高分辨率的比例輸出信號。 

以前，模擬霍爾測量磁體的磁通密度，并受到應用溫度值的極大影響。由于模擬霍爾效應技術近年來已經發展，霍爾效應芯片現在測量磁通場的角度而不是傳統的幅度，使其對溫度變化的敏感性降低。這種改進使傳感器能夠在較大的溫度范圍內提供更穩定的模擬輸出

考慮兩種類型的霍爾，可以選擇用于定制模擬傳感應用：

旋轉霍爾開關：優點和應用

該基于半導體的傳感器相對于磁場的變化改變輸出電壓。它將霍爾效應傳感元件與電路相結合，提供模擬輸出信號，該信號對應于旋轉磁場的變化，而不涉及任何移動部件。該傳感器提供兩種輸出選項：模擬或脈沖寬度調制（PWM）。該器件是可編程的，因此工程師可以將特定的輸出電壓或PWM與精確的旋轉度相關聯。多個編程點可在360度旋轉下使用。每個編程點表示對應于給定的磁場角度的電壓或PWM輸出值。這導致相對于旋轉度的比例輸出信號。

與機械旋轉或電阻膜旋轉裝置不同，旋轉霍爾不會經歷機械磨損或改變電阻值。此外，它在高達+ 105°C的正常工作溫度下非常穩定。單位精度為0-360度旋轉，0.5 V-4.5 VDC輸出或10-90％PWM占空比。

旋轉霍爾正在變得非常流行，用于替換電阻膜或電位計機械裝置。它們用于汽車和非公路應用，例如檢測發動機上的EGR閥位置。這些傳感器還可用于檢測器具和白色家電應用中的撥盤位置。

圖2：用于洗衣機控制轉盤的旋轉霍爾開關

線性霍爾開關：優點和應用

線性霍爾類似于旋轉霍爾，不同之處在于它們測量磁場的線性運動而不是旋轉。霍爾可編程設定輸出電壓，該輸出電壓與給定行程距離成比例。輸出選項與旋轉霍爾效應相同。該傳感器使用單個霍爾效應芯片測量磁性執行器的線性運動和相對磁通角，最大行程距離為30 mm。這導致相對于傳感器的精確移動的比例輸出信號。

在將輸出電壓或PWM值編程為對應于致動磁體的相對磁場值之前，傳感器和致動器可以放置在應用內的最終安裝區域中，現在包括來自附近環境的所有磁場影響。這允許工程師優化應用的輸出，因為磁場的任何分流，機械公差或疊加公差將包括在編程環境中。  

線性霍爾通常用作液位傳感器，用于監測液位。在該應用中，傳感器檢測移動浮子的位置，該浮子具有附接到其上的磁體。線性傳感器在更復雜的設計中也是有益的，例如汽車變速器換檔。

本文及其配套文章介紹了開發需要定制傳感器的最佳磁路的方法。在開始設計過程之前，與客戶和OEM制造商一起明確定義整個系統設計的參數始終是明智的。

在需要定制傳感器的電路中，例如復雜的微處理器控制應用，簧片開關和霍爾提供高度可重復且可靠的非接觸式技術。數字輸出可用于簧片開關和霍爾開關，該技術廣泛應用于白色家電和汽車市場。類似地，這兩種類型的傳感器都可以設計用于定制模擬應用，其中需要高水平的精度和穩定性。