本文将磋商有关霍尔效应传感器的常见误解，并在适当的时候将其与实际运用联系起来。
1. 霍尔效应传感器仅供应大略的开关信息
许多机电设计须要利用传感器检测物体，该传感器供应一个大略的逻辑旗子暗记来指示其存在或不存在。一个例子是条记本电脑盖的关闭和打开，指示何时打开或关闭它。另一个例子是门窗传感器中的入侵事宜。这些运用常日利用一个大略的霍尔效应开关，一旦超过内部磁阈值，该开关就会切换其输出电压。EETOP
虽然这些霍尔效应开关非常有用，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。与开关比较，紧张用于旋转编码的锁存器只会在与之前经历的磁极性相反的情形下切换其输出。
对付精确的位移丈量，线性霍尔效应传感器更可取，由于它们可以以高分辨率定义物体相对付传感器的位置。换句话说，它们供应的不仅仅是开和关信息。图 1解释了每种传感器的通报函数，包括可用的变体。
此图显示霍尔效应开关 (a) 和 (b)、锁存器 (c) 和线性传感器 (d) 和 (e) 输出相应。
2. 线性霍尔效应传感器禁绝确？
线性霍尔效应传感器无疑是具有本钱效益的办理方案，可供应可靠的磁信息。此类传感器的用户知道这一事实，但常日会考虑利用其他技能来知足他们的高精度哀求。EETOP
例如，在工业机器人中，移动臂必须相对付目标物体精确定位。利用高精度线性 3D 霍尔效应传感器，例如德州仪器 (TI)的TMAG5170，可供应此类运用所需的精度（图 2）。此外，该器件的高精度和低灵敏度随温度漂移可能肃清了对系统级校准的须要。
TMAG5170 是一款线性 3D 传感器，用于机器臂运用。
3. 霍尔效应传感器与霍尔元件相同
霍尔元件与霍尔效应传感器实质上是不一样的。霍尔元件须要偏置电路和差分放大器，是产生可用电压所需的最基本构造。与霍尔效应传感器比较，霍尔元件没有将所有支持电路集成到单个封装中。
图 3显示了这两种传感器的电路实现。霍尔元件常日用于精度不主要、本钱极其主要且附近有差分放大器以最大限度减少外部噪声耦合的运用。此外，霍尔元件具有随温度变革的固有非线性变革，而霍尔效应传感用具有内置补偿功能，可确保在 -40 至 125°C 的宽温度范围内进行稳定丈量。
这是霍尔元件 (a) 与霍尔效应传感器 (b) 的电路实现。
4. 霍尔效应开关不是簧片开关的有用替代品
如今，簧片开关在许多运用中仍旧很普遍，例如门窗传感器。在安全警报系统中利用簧片开关的紧张缺陷是无法检测到修改事宜。通过利用线性 3D 霍尔效应传感器，设计职员可以利用任何未用于有源丈量的通道来检测此事宜。
另一个例子是在冰箱门中掌握打开或关闭内部灯的确切位置。鉴于其严格的阈值滞后规格，霍尔效应开关供应同等的开合间隔检测。
利用簧片开关的第二个紧张缺陷是它们无法利用标准的印刷电路板 (PCB) 组装程序。这些器件必须手工焊接到板上，从而使组装过程繁芜化并增加本钱。表 1比较了这两种技能。
5. 霍尔效应传感器无法实现低功耗办理方案
虽然某些霍尔效应传感器花费的电流确实在个位数毫安范围内，因此不适宜电池供电的运用，但其他霍尔效应开关支持低采样率（5 Hz 或更低）并且均匀花费的电流小于1微安。这些设备在高功率活动丈量状态和超低功率就寝状态之间循环，以实现低功耗。由于活动状态 (t active ) 持续韶光比就寝间隔 (t s ) 短得多，因此总均匀电流花费非常低。
这里的时序图显示了处于超低功耗就寝状态时的低功耗电流花费。
6. 霍尔效应传感器须要三根线来进行车外感应
市场上绝大多数霍尔效应传感器只有三个引脚——V CC（电源）、输出和 GND（地）——以是一样平常的想法是必须将三根线连接到传感器，这并不准确。如图 5所示，一个漏极开路、电压输出、三引脚霍尔效应开关仅用两根导线远程连接。
图5. 利用电压输出霍尔效应开关 (a) 和电流输出 TMAG5124 (b) 的两线制遥感。
当感应到磁场时，器件会通过 GND 引脚产生电流输出。如果未检测到磁场，则器件的输出将不会产生任何电流，进而不会通过 GND 引脚产生输出电流。请把稳，确定电阻器的逻辑状态须要一个模数转换器 (ADC)，它可以集成到微掌握器中，以及一个外部电阻器。这种配置的问题是它会在喧华的条件下产生无效的电压电平。
确保可靠的数据传输须要电流输出设备来减少或肃清旗子暗记失落真。例如，TMAG5124是一种双引脚办理方案，仅须要电源电压和接地即可运行。图 5显示了如何通过利用 GND 引脚传输低电平或高电平电流（均在毫安范围内）来实现该器件。
7. 利用霍尔效应传感器时，磁铁放置不灵巧
磁铁相对付传感器的位置取决于许多成分——一些是系统级成分，而另一些则是传感器本身固有的。决定磁体放置的外部系统成分紧张是磁体尺寸、磁体材料类型和事情温度范围。磁铁越大，产生的磁场就越大。
在最常用的磁体中，钕铁硼 (NdFeB) 磁体产生最强的磁场。因此，它们的尺寸常日较小。
在选择磁铁时考虑热量也很主要，由于它常日会降落产生的磁场。
影响传感器特定磁体放置的紧张成分包括灵敏度水平、传感方向（平面内与平面外）、封装产品、板载传感器数量和可配置性。灵敏度更高的霍尔效应传感器可以检测到更远的磁铁。
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，但有些可以检测封装的水平方向（或平面内）。TMAG5123便是一个很好的例子，当垂直位移不可能时，它可以在设计中供应更大的机器灵巧性。另一个例子是利用能够监控多个轴的 2D 双通道锁存器。您险些可以将它们放置在与磁铁干系的任何位置。
8. 霍尔效应传感器不适用于丈量角度
霍尔效应传感器在许多位移运用中很受欢迎，但它们也用于绝对角度丈量。通过策略性地将两个单轴线性霍尔效应传感器环绕旋转偶极磁体放置，每个传感器都可以拾取与另一个异相的磁场矢量。有了这些信息，利用反正切函数就可以很随意马虎地皮算出旋转磁铁的准确角度。
图 6显示了在两种不同封装类型中利用线性传感器的两种实现办法。另一种更优雅的角度丈量方法是利用单个线性 3D 霍尔效应传感器（拜会图 6b理解各种配置）。要理解角度丈量，请查看 TI 的“利用霍尔效应传感器进行旋转运动的绝对角度丈量”和“利用多轴线性霍尔效应传感器进行角度丈量”。
图6. 利用两个单轴线性霍尔效应传感器 (a) 和一个线性 3D 霍尔效应传感器 (b) 进行绝对角度丈量。
9. 霍尔效应传感器的事情范围非常有限
还有一些人认为霍尔效应传感器没有很好的实际利用范围，由于磁场随间隔呈指数衰减。然而，具有高灵敏度的霍尔效应传感器可以从很远的间隔检测到有用的磁场。
以 TI 的DRV5032 为例。表 2显示了利用小型低本钱铁氧体磁铁 (12 × 12 × 6 mm) 供应的所有器件变体的正面感应间隔。TI 的最低灵敏度 DRV5032ZE 可以检测 4.0 至 7.5 mm 的磁铁，而 DRV5032FA 版本的范围在 18.7 至 44.6 mm 之间。如果利用更坚固、尺寸相同的 52 级 NdFeB 磁体，该检测间隔将增加到近 3 英寸。
10. 只有 TMR 传感器可以进行平面丈量
设计职员常日会考虑隧道磁阻 (TMR) 传感器，由于它们具有高磁灵敏度、高线性度和低功耗。此外，TMR 传感器可以感应与封装水平（或平面内）的磁场。当今可用的大多数霍尔效应传感器都对垂直场敏感，但少数（例如TMAG5123）具有平面内传感能力。然而，利用霍尔效应传感器的一个上风是较低的总系统本钱。图 7显示了平面内传感器的灵敏度方向性。
图7. 平面传感器的灵敏度方向性。
11. 利用霍尔效应传感器的系统很随意马虎被修改
这条确实是真的--利用干簧管和基本霍尔效应开关的系统有可能被修改。大的外部磁场可以欺骗系统，使其相信统统都在正常事情。
办理这个问题的一个好方法是利用一个线性三维霍尔效应传感器。一个轴监测预定磁铁的存在，而其余两个通道检测外部磁场。通过利用每个通道都有可配置的磁性阈值的线性三维传感器，你在设置适当的 "修改检测 "阈值方面有更大的灵巧性。在图8所示的例子中，一旦阈值被超越，MCU就会收到一个中断旗子暗记。
图8. 显示了利用线性 3D 霍尔效应传感器检测中断旗子暗记
结论
霍尔效应传感器的利用如此广泛，以至于我险些每天都能听到一种新颖有趣的新运用。我的期望是，这里给出的11个误区将引发您对下一代设计的想法。
原文
https://www.electronicdesign.com/technologies/analog/article/21234032/texas-instruments-11-myths-about-halleffect-sensors
