霍尔效应传感器通常用于汽车和工业系统的应用，包括接近检测，线性位移测量和旋转编码。目前，现代应用程序的高系统性能要求导致IC制造商提高灵敏度精度，集成更多功能，扩展可用的传感方向，并降低设备的功耗在未来几十年里延长霍尔效应传感器的使用。
本文讨论了关于霍尔效应传感器的各种常见误解以及实际应用。
误解1:霍尔效应传感器只提供简单的开关信息。
许多机电设计要求通过使用传感器来检测物体，传感器提供一个简单的逻辑信号来指示物体的存在或不存在。一个例子是打开和关闭笔记本电脑，指示何时开机或关机。另一个例子是门窗传感器中的入侵事件。这些应用通常使用一个简单的霍尔效应开关，一旦超过内部磁阈值，就切换其输出电压。虽然这些霍尔效应开关很有用，但它们并不是唯一可用的霍尔效应传感器类型-锁存器和线性器件也很常见。与开关相反，锁存器，主要用于旋转编码，只有在存在与之前经历的相反的磁极时才会切换其输出。对于精确的位移测量，线性霍尔效应传感器是更可取的，因为它们可以以高分辨率定义物体与传感器的相对位置-提供比开关信息更多的信息。图1说明了每种类型传感器的传递函数，包括可用的变化。
图1:霍尔效应开关(a)和(b)，锁存器(c)和线性传感器(d)和(e)输出响应。
误解2:霍尔效应传感器无法实现低功耗解决方案。
虽然一些霍尔效应传感器消耗的电流在个位数毫安范围内，这使得它们不适合电池供电的应用，但还有其他霍尔效应开关支持低采样率(5 Hz或更低)，平均消耗的电流小于1µA。这些设备在高功率有源测量状态和超低功率睡眠状态之间循环，以实现低功耗。因为活动状态(t活跃的)持续时间比睡眠间隔(t年代)，总平均电流消耗非常低(见图2)。
图2:低功耗的时序图。
误解3:霍尔效应传感器的工作范围非常有限。
还有一些人认为霍尔效应传感器的实际使用范围不太大，因为磁场会随着距离呈指数级衰减。然而，具有高灵敏度的霍尔效应传感器可以在很远的地方探测到有用的磁场。以DRV5032．表1显示了使用小型低成本铁氧体磁铁(12毫米× 12毫米× 6毫米)提供的所有设备变体的正面传感距离。灵敏度最低的DRV5032ZE可以检测4.0 mm到7.5 mm的磁铁，而DRV5032FA版本的范围在18.7 mm到44.6 mm之间。如果使用更强的、相同尺寸的ndfeb -52级磁铁，检测距离增加到近3英寸。
DRV5032变化 |
最大 B人事处 |
最大B距离人事处(毫米) |
最低 BRP |
最小B距离RP(毫米) |
DRV5032FA |
±4.8 |
18.7 |
±0.5 |
44.6 |
DRV5032ZE |
±63 |
4.0 |
±30 |
7．5 |
表1:两种DRV5032霍尔效应开关变体的正面感应距离。
误解4:霍尔效应传感器需要三根线才能进行板外传感。
市场上绝大多数霍尔效应传感器只有三个引脚——VCC(电源)，输出和地(地)-所以一般认为必须有三根电线连接到传感器。这是不对的。如图3a所示，一个开漏、电压输出、三脚霍尔效应开关仅用两根电线远程连接。当感应到磁场时，该设备将通过GND引脚产生电流输出。如果没有检测到磁场，设备的输出将不会产生任何电流，反过来，也不会通过GND引脚产生输出电流。请注意，确定电阻的逻辑状态需要一个模数转换器(可以集成到微控制器中)和一个外部电阻。这种配置的问题是在噪声条件下会产生无效的电压电平。
确保可靠的数据传输需要电流输出设备来减少或消除信号失真。的TMAG5124是一个两脚的解决方案，只需要一个电源电压和地面操作。图3b显示了如何通过使用GND引脚传输低电流或高电流(都在毫安范围内)来实现该设备。
图3:使用电压输出霍尔效应开关(a)和电流输出TMAG5124 (b)的两线遥感。
误解5:使用霍尔效应传感器时，磁铁的放置没有灵活性。
磁铁相对于传感器的位置取决于许多因素——一些是系统级因素，而另一些则是传感器本身固有的。决定磁体放置位置的外部系统因素主要是磁体尺寸、磁体材料类型和温度工作范围。磁铁越大，产生的磁场就越大。在最常用的磁体中，钕铁硼(NdFeB)磁体产生的磁场最强，所以它们的尺寸通常较小。在选择磁铁时，考虑热量也很重要，因为它通常会降低产生的磁场。
影响磁铁放置的主要因素是传感器的灵敏度水平，传感方向(平面内与平面外)，包装产品，机载传感器数量和可配置性。灵敏度较高的霍尔效应传感器可以探测到更远的磁铁。大多数霍尔效应开关和锁存器检测垂直于封装表面的磁场，但有些可以检测与封装水平(或平面上)的磁场。一个很好的例子是TMAG5123，当垂直位移不可能时，它在设计中提供了更大的机械灵活性。另一个例子是2D双通道锁存器的使用，它能够监视多个轴;你可以把它们放在与磁铁相关的任何地方。
结论
霍尔效应传感器的应用是如此广泛，以至于我几乎每天都能听到一个新颖而有趣的新应用。我的期望是，这五个神话将激发你的下一代设计的想法。
请在下方评论中分享你想看到的任何常见误解。
