1.1 測量磁場

使用霍爾器件檢測磁場的方法極為簡單，將霍爾器件作成各種形式的探頭，放在被測磁場中，因霍爾器件只對垂直于霍爾片的表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度敏感，因而必須令磁力線和器件表面垂直，通電后即可由輸出電壓得到被測磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。若不垂直，則應(yīng)求出其垂直分量來計算被測磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度值。而且，因霍爾元件的尺寸極小，可以進(jìn)行多點(diǎn)檢測，由計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以得到場的分布狀態(tài)，并可對狹縫，小孔中的磁場進(jìn)行檢測。

1.2 工作磁體的設(shè)置

用磁場作為被傳感物體的運(yùn)動和位置信息載體時，一般采用*磁鋼來產(chǎn)生工作磁場。例如，用一個 5×4×2.5 （ mm3 ）的釹鐵硼 Ⅱ 號磁鋼，就可在它的磁極表面上得到約 2300 高斯的磁感應(yīng)強(qiáng)度。在空氣隙中，磁感應(yīng)強(qiáng)度會隨距離增加而迅速下降。為保證霍爾器件，尤其是霍爾開關(guān)器件的可靠工作，在應(yīng)用中要考慮有效工作氣隙的長度。在計算總有效工作氣隙時，應(yīng)從霍爾片表面算起。在封裝好的霍爾電路中，霍爾片的深度在產(chǎn)品手冊中會給出。

因?yàn)榛魻柶骷枰ぷ麟娫?，在作運(yùn)動或位置傳感時，一般令磁體隨被檢測物體運(yùn)動，將霍爾器件固定在工作系統(tǒng)的適當(dāng)位置，用它去檢測工作磁場，再從檢測結(jié)果中提取被檢信息。

工作磁體和霍爾器件間的運(yùn)動方式有： (a) 對移； (b) 側(cè)移； (c) 旋轉(zhuǎn)； (d) 遮斷。如圖 7 所示，圖中的 TEAG 即為總有效工作氣隙。

圖 7 霍爾器件和工作磁體間的運(yùn)動方式

在遮斷方式中，工作磁體和霍爾器件以適當(dāng)?shù)拈g隙相對固定，用一軟磁（例如軟鐵）翼片作為運(yùn)動工作部件，當(dāng)翼片進(jìn)入間隙時，作用到霍爾器件上的磁力線被部分或全部遮斷，以此來調(diào)節(jié)工作磁場。被傳感的運(yùn)動信息加在翼片上。這種方法的檢測精度很高，在 125℃ 的溫度范圍內(nèi)，翼片的位置重復(fù)精度可達(dá) 50μm 。

圖 8 在霍爾器件背面放置磁體

也可將工作磁體固定在霍爾器件背面（外殼上沒打標(biāo)志的一面），讓被檢的鐵磁物體（例如鋼齒輪）從它們近旁通過，檢測出物體上的特殊標(biāo)志（如齒、凸緣、缺口等），得出物體的運(yùn)動參數(shù)。

1.3   與外電路的接口

霍爾開關(guān)電路的輸出級一般是一個集電極開路的 NPN 晶體管，其使用規(guī)則和任何一種相似的 NPN 開關(guān)管相同。輸出管截止時，輸漏電流很小，一般只有幾 nA ，可以忽略，輸出電壓和其電源電壓相近，但電源電壓zui高不得超過輸出管的擊穿電壓（即規(guī)范表中規(guī)定的極限電壓）。輸出管導(dǎo)通時，它的輸出端和線路的公共端短路。因此，必須外接一個電阻器（即負(fù)載電阻器）來限制流過管子的電流，使它不超過zui大允許值（一般為 20mA ），以免損壞輸出管。輸出電流較大時，管子的飽和壓降也會隨之增大，使用者應(yīng)當(dāng)特別注意，僅這個電壓和你要控制的電路的截止電壓（或邏輯 “ 零 ” ）是兼容的。

以與發(fā)光二極管的接口為例，對負(fù)載電阻器的選擇作一估計。若在 Io 為 20mA （霍爾電路輸出管允許吸入的zui大電流），發(fā)光二極管的正向壓降 VLED=1.4V ，當(dāng)電源電壓 VCC=12V 時，所需的負(fù)載電阻器的阻值 （ 4 ）

和這個阻值zui接近的標(biāo)準(zhǔn)電阻為 560Ω ，因此，可取 560Ω 的電阻器作為負(fù)載電阻器。

用圖 9 表示簡化了的霍爾開關(guān)電路，圖 10 表示與各種電路的接口：（ a ）與 TTL 電路； (b) 與 CMOS 電路； (c) 與 LED ； (d) 與晶閘管。

  圖 9 簡化的霍爾開關(guān)示意圖

圖 10  霍爾開關(guān)與電路接口舉例

與這些電路接口時所需的負(fù)載電阻器阻值的估算方法，和式（ 4 ）的方法相同。

若受控的電路所需的電流大于 20mA ，可在霍爾開關(guān)電路與被控電路間接入電流放大器。

霍爾器件的開關(guān)所需的電流大于 20mA ，可在霍爾開關(guān)電路與被電路間接入電流放大器。