【導讀】隨著支持技術的增強，使用霍爾效應傳感或磁場傳感技術的應用目前已變得有效。本技術文檔介紹了霍爾效應技術，并對應用進行了回顧，特別是區分霍爾傳感器 IC 的主要類型以及它們可以支持的各種傳感行為。此外，它還探討了一些使能技術，例如信號處理方面的進步，這些技術使該技術比早期更加強大。這使得非接觸式霍爾應用的極高可靠性優勢能夠在比以往更廣泛的范圍內得到應用。
隨著支持技術的增強，使用霍爾效應傳感或磁場傳感技術的應用目前已變得有效。本技術文檔介紹了霍爾效應技術，并對應用進行了回顧，特別是區分霍爾傳感器 IC 的主要類型以及它們可以支持的各種傳感行為。此外，它還探討了一些使能技術，例如信號處理方面的進步，這些技術使該技術比早期更加強大。這使得非接觸式霍爾應用的極高可靠性優勢能夠在比以往更廣泛的范圍內得到應用。
除了支持技術的改進之外，霍爾效應器件本身也取得了進步，有助于完整解決方案的設計。這些進步包括功耗和空間的減少，以及診斷和保護功能的集成，使霍爾傳感器 IC 能夠提供先進的數據驅動功能，這些功能在小型化便攜式消費電子產品、汽車和其他不斷發展的行業中的需求越來越大。
介紹
憑借用于位置傳感和液位傳感的多種解決方案，設計人員可以選擇的技術和封裝來滿足其商業和工程目標。在這些解決方案中，霍爾效應技術及其非接觸式磁傳感應用提供了卓越的價值和可靠性。本應用說明探討了霍爾效應技術的優勢以及這些設備的發展如何增強位置和液位傳感結果。
霍爾效應的好處
感測位置和水平的方法幾乎與需要這些功能的應用一樣多。電感式、電容式、機械式、磁阻式、霍爾效應式和光學式等等都是可行的傳感選項，而且這個列表還在不斷擴大。然而，對于設計人員來說，始終存在需要解決的相同關鍵要素，并且不可避免地將應用要求與適當的傳感技術相匹配。
關鍵要求，例如：成本、行程距離（有效工作氣隙）、分辨率、精度以及通常的成本，都需要確定，以有效且高效地選擇合適的傳感技術。當然，為每個元素構建答案并不總是一項簡單的任務。不過，在這里，霍爾效應傳感技術的靈活性是有優勢的。高可靠性、小尺寸、可行的生產成本、寬工作電壓范圍、多種輸出選項以及易于實施，使得霍爾效應傳感技術能夠服務于大多數市場的應用。
霍爾技術概述
首先，簡要介紹霍爾效應技術的工作原理。簡而言之，霍爾效應以埃德溫·霍爾爵士 (Sir Edwin Hall) 的名字命名，于 1879 年發現，是指當電流流過導電材料（例如硅 (Si) 或砷化鎵 (GaAs)）時，會產生可測量的電壓。導體受磁場影響（見圖 1）。這種由磁場產生的橫向力稱為洛倫茲力。因此，霍爾效應器件需要磁場來驅動該器件。
圖 1 在霍爾效應中，垂直于電流流動的磁通量會產生可測量的電壓。
盡管霍爾效應技術如今已相當普遍，但直到 20 世紀 80 年代才真正開始獲得大眾接受。這是因為霍爾元件兩端的電壓很小，很容易受到溫度和封裝應力等外力的影響。如圖 2 所示，較新的器件除了采用片上偏移消除技術之外，還結合了信號放大能力方面的進步，即使在極端環境條件下也可以采用霍爾效應傳感技術。例如汽車引擎蓋下的應用。此外，霍爾效應 IC 的“非接觸”操作為用戶提供了近乎無限的驅動和開關壽命。
圖 2 現代霍爾效應傳感器 IC 集成了信號調節和放大技術來制造實用的設備。
霍爾設備選項
通過進一步研究位置或液位傳感應用需要考慮的元件，霍爾效應 IC 為設計人員提供了多種功能和變化，包括數字或模擬輸出。前一個選項適合感測離散位置，而后者為用戶提供相對無限數量的位置以獲得更高的分辨率。需要離散位置或液位感測的應用示例包括：汽車換檔選擇器、安全帶帶扣開關、座椅位置傳感器、蜂窩翻蓋電話、無刷直流電機換向、擋風玻璃刮水器儲液罐和油箱等。由于其高可靠性，霍爾效應技術在這些應用中被用來取代磁簧開關和機械開關。
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