物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中磁場變化檢測方案_霍爾傳感器

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物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中為什么要使用霍爾傳感器

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用霍爾傳感器的原因主要基于霍爾傳感器的特性及其在多個領域的廣泛應用。以下是詳細的分析：

霍爾傳感器的特性

高精度：霍爾傳感器能夠精確地檢測磁場的變化，并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出，這對于需要高精度測量的物聯(lián)網(wǎng)應用至關(guān)重要。

非接觸式測量：霍爾傳感器可以在不接觸被測物體的情況下進行測量，避免了機械磨損和污染，提高了系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。

快速響應：霍爾傳感器對磁場變化的響應速度非?？?，能夠?qū)崟r反映磁場的變化情況，適用于需要快速響應的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

寬測量范圍：霍爾傳感器能夠測量從微弱到強大的各種磁場，滿足物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中不同應用場景的需求。

穩(wěn)定性好：霍爾傳感器在惡劣環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定的性能，不易受溫度、濕度等環(huán)境因素的影響。

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的應用

電機控制：在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，電機是常見的執(zhí)行元件?；魻杺鞲衅骺梢杂糜跈z測電機的轉(zhuǎn)子位置，實現(xiàn)電機的精確控制。通過讀取霍爾傳感器的輸出信號，系統(tǒng)可以得知電機的實時狀態(tài)，并據(jù)此進行相應的控制操作。

位置測量：霍爾傳感器可以用于測量物體的位置。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，這可以用于實現(xiàn)物體的定位、跟蹤等功能。例如，在智能倉儲系統(tǒng)中，可以使用霍爾傳感器來檢測貨物的位置信息。

速度測量：通過測量旋轉(zhuǎn)物體上磁場的變化，霍爾傳感器可以計算出物體的旋轉(zhuǎn)速度。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，這可以用于實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的實時監(jiān)測和控制。例如，在工業(yè)自動化生產(chǎn)線中，可以使用霍爾傳感器來監(jiān)測傳送帶的速度。

電流測量：霍爾傳感器還可以用于測量電流。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，電流測量是許多應用的基礎。例如，在智能電網(wǎng)中，可以使用霍爾傳感器來監(jiān)測電力設備的電流變化，從而實現(xiàn)對電力設備的遠程監(jiān)控和管理。

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用霍爾傳感器的原因主要在于其高精度、非接觸式測量、快速響應、寬測量范圍和穩(wěn)定性好等特性。這些特性使得霍爾傳感器在電機控制、位置測量、速度測量和電流測量等多個領域具有廣泛的應用前景。因此，在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中廣泛使用霍爾傳感器可以提高系統(tǒng)的精度、可靠性和穩(wěn)定性，滿足各種復雜應用場景的需求。

本文會再為大家詳解壓力傳感器家族中的一員——霍爾傳感器.

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霍爾傳感器的定義

在磁性傳感器中，利用霍爾效應的傳感器稱為霍爾傳感器?；魻杺鞲衅靼◣讉€部分。首先，它包含一個霍爾元件，該霍爾元件輸出通過霍爾效應產(chǎn)生的霍爾電壓（HV）。其次，它包含一個霍爾IC，該霍爾IC使霍爾輸出通過IC工藝變?yōu)楦?低數(shù)字輸出。第三，它包含一個線性霍爾IC，可放大并線性化霍爾輸出。

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霍爾元件特點

霍爾元件是一個簡單的傳感器，其端子連接在半導體上，因此根據(jù)后續(xù)階段的電路設計，它可以用于數(shù)字和模擬目的。輸出電壓可達幾十到幾百毫伏。

輸出特性

輸出電壓與垂直施加到傳感器的磁場強度成正比，并將根據(jù)磁場方向輸出正電壓和負電壓。沒有垂直磁場時的輸出電壓為0 V（* 1）。

1即使在實際情況下沒有磁場，也存在偏移電壓。

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霍爾元件的輸出特性

使用方法

霍爾元件用于智能電話和數(shù)碼相機的無刷直流電動機和鏡頭致動器中。

操作電路圖（參考）

05

霍爾IC特點

霍爾IC將霍爾元件的輸出與某個閾值進行比較，然后將其輸出為高或低。由于輸出電壓范圍由電源調(diào)節(jié)，因此可以將微型計算機輕松地連接到后續(xù)級。有可以檢測磁場強度的開關(guān)類型和可以檢測磁場極性的鎖存類型。

輸出特性

根據(jù)垂直施加到傳感器的磁場強度，將輸出電壓確定為高或低。極點檢測結(jié)果共有三種：S極，N極和雙極。

當磁場的大小超過Bop時，輸出電壓變低；當磁場的強度低于Brp時，輸出電壓變高。在這種情況下，在Brp和Bop之間滿足“ Brp ＜Bop（具有滯后）”。

檢測到南極時霍爾IC的輸出特性

使用方法

線性霍爾IC具有兩個輸入端子，即VCC和GND，以及一個輸出端子。將如圖4所示的IC連接到霍爾元件即可實現(xiàn)霍爾IC。通過恒壓驅(qū)動進行操作。

操作電路圖（參考）

應用

開關(guān)型霍爾IC用于家用電子產(chǎn)品的開/關(guān)開關(guān)，鎖存型霍爾IC用于無刷電機或用于旋轉(zhuǎn)檢測。

線性霍爾IC

特點

線性霍爾IC將增益應用于霍爾元件的輸出，從而產(chǎn)生線性輸出（* 2）。由于輸出電壓范圍由電源調(diào)節(jié)，因此MCU可以很容易地連接到下一級。

*2軌到軌輸出。

霍爾IC輸出特性

輸出電壓與垂直施加到傳感器的磁場強度成正比。根據(jù)磁場的方向，其范圍從0V至VCC。沒有垂直磁場時的輸出電壓為VCC / 2（* 3）。

3即使在實際情況下沒有磁場也存在偏移電壓

線性霍爾IC的輸出特性

使用方法

線性霍爾IC具有兩個輸入端子VCC和GND，以及一個輸出端子。將如圖6所示的IC連接到霍爾元件可實現(xiàn)線性霍爾IC。它由恒定電壓操作。

工作電路圖（參考）

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霍爾傳感器的廠商

國內(nèi)廠商

江西芯宇微電子有限公司

主營產(chǎn)品：霍爾元件、霍爾芯片、霍爾傳感器、霍爾電流傳感器、霍爾開關(guān)等。

公司簡介：由國內(nèi)、美國及加拿大的四位集成電路設計專家聯(lián)合創(chuàng)建，專注于傳感集成電路產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。

經(jīng)營模式：生產(chǎn)廠家

年營業(yè)額：1001萬-2000萬人民幣

深圳市誠德隆電子有限公司

主營產(chǎn)品：集成電路IC、CD功率電感、大功率合金電阻、LED、二極管、電容電阻電感磁珠、二三極管，以及霍爾傳感器等。

公司簡介：經(jīng)銷批發(fā)電子元器件暢銷消費者市場，與多家批發(fā)商和代理商建立了長期穩(wěn)定的合作關(guān)系。

年營業(yè)額：701萬-1000萬人民幣

深圳市新正億電子有限公司

主營產(chǎn)品：MOS管、集成電路、DC-DC、AC-DC、射頻開關(guān)、電源芯片、IC、液位傳感器、角度開關(guān)等，也涉及霍爾傳感器的設計研發(fā)與銷售。

公司簡介：專業(yè)從事功率半導體器件代理與新型傳感器的設計研發(fā)與銷售。

年營業(yè)額：701萬-1000萬人民幣

深圳市保羅世紀電子有限公司

主營產(chǎn)品：霍爾元件、霍爾傳感器、霍爾開關(guān)等。

公司簡介：專門從事霍爾傳感器和霍爾元件的研發(fā)銷售企業(yè)，專注于霍爾的應用和開發(fā)。

年營業(yè)額：101萬-200萬人民幣

深圳市福田區(qū)濱芯電子商行

主營產(chǎn)品：包括多種霍爾傳感器，如線性霍爾傳感器、雙極性霍爾元件傳感器等。

公司簡介：經(jīng)銷批發(fā)的暢銷消費者市場，與多家零售商和代理商建立了長期穩(wěn)定的合作關(guān)系。

年營業(yè)額：51萬-100萬人民幣

深圳市科偉達電子有限公司

主營產(chǎn)品：電子元器件、IC集成電路等，也涉及霍爾傳感器的銷售。

公司簡介：經(jīng)銷批發(fā)的電子元器件、IC集成電路暢銷消費者市場，與多家零售商和代理商建立了長期穩(wěn)定的合作關(guān)系。

國外廠商

Honeywell International, Inc

簡介：全球知名的傳感器制造商，其閉環(huán)霍爾電流傳感器在市場上占有重要地位。

Melexis

簡介：作為霍爾傳感器芯片市場的重要參與者，Melexis在半導體工程和電子工程領域具有深厚的技術(shù)積累。

ROHM

簡介：同樣是一家在霍爾傳感器芯片市場具有影響力的企業(yè)，以其高質(zhì)量的產(chǎn)品和專業(yè)的服務贏得了市場的認可。

Allegro Micro Systems

簡介：專注于霍爾效應傳感器技術(shù)的研發(fā)和生產(chǎn)，為市場提供多種類型的霍爾傳感器產(chǎn)品。

甲神電機株式會社

簡介：日本的一家企業(yè)，在閉環(huán)霍爾電流傳感器領域有著顯著的市場份額和影響力。

Electrohms

簡介：另一家在霍爾傳感器市場具有競爭力的企業(yè)，其產(chǎn)品廣泛應用于多個領域。

德昌電氣

簡介：雖然具體信息可能因時間而有所變化，但德昌電氣在過去也曾是霍爾傳感器市場的重要參與者

供應商A：芯進電子crosschip

1、產(chǎn)品能力

（1）選型手冊

（2）主推型號1：CC6201

對應的產(chǎn)品詳情介紹

CC6201是一顆微功耗、高靈敏度全極性、并具有閂鎖輸出的霍爾開關(guān)傳感裝置，可直接取代傳統(tǒng)的磁簧開關(guān)。特別適用于使用電池電源 的便攜式電子產(chǎn)品，如行動電話、無繩電話、筆記型電腦、PDA等。

CC6201具有磁場辨別全極性，亦即只要磁場北極或南極靠近即可啟動，磁場撤消后，輸出便關(guān)閉。與其他一般霍爾傳感裝置不同的是并 不要特定南極或北極才可以動作，減少了組裝時辨別磁極的困擾。產(chǎn)品采用了動態(tài)失調(diào)消除技術(shù)，該技術(shù)能夠消除由封裝應力，熱應力，以及 溫度梯度所造成的失調(diào)電壓，提高器件的一致性。

CC6201內(nèi)部電路包含了霍爾薄片、電壓穩(wěn)壓模塊、信號放大處理模塊、動態(tài)失調(diào)消除模塊、鎖存模塊以及CMOS輸出級。由于CC6201 使用先進的Bi-CMOS 工藝，整體優(yōu)化了的線路結(jié)構(gòu)，使得產(chǎn)品獲得極低的輸入誤差反饋。同時該產(chǎn)品采用小型化的封裝工藝，使得產(chǎn)品 更具極高的性能和市場優(yōu)勢。

CC6201提供TSOT23-3和TO-92S兩種封裝，工作溫度范圍為-40~150℃。

特點

? 工作范圍寬，2~5V

? 微功耗

? 反應速度快，工作頻率為45Hz

? 全極性輸出，對南極和北極磁場均可響應

? 良好的溫度穩(wěn)定性

? 開關(guān)點漂移低

? ESD（HBM）6000V

? TSOT23-3小尺寸封裝

應用

? 儀器儀表

? PDA

? 筆記本電腦

硬件參考設計

2、支撐

（1）技術(shù)產(chǎn)品

技術(shù)資料

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審核編輯 黃宇