线性 霍尔传感器技术详解

线性霍尔传感器是基于霍尔效应（Hall Effect）的模拟量输出磁场传感器，能够检测磁场的强度并输出连续变化的电压信号，广泛应用于位置检测、电流测量和角度传感等领域。hkf嘉泰姆

1. 霍尔效应与线性 霍尔传感器原理

(1) 霍尔效应基础

当电流（I）流过半导体材料（如GaAs、Si）时，在垂直磁场（B）作用下，载流子受洛伦兹力偏转，在材料两侧产生霍尔电压（VH）：hkf嘉泰姆

VH=dI⋅B⋅RH

其中：hkf嘉泰姆

��RH：霍尔系数（由材料决定）hkf嘉泰姆
�d：半导体厚度hkf嘉泰姆

(2) 线性 霍尔传感器工作模式

开环模式：直接输出霍尔电压，结构简单但温漂大。hkf嘉泰姆
闭环模式（反馈补偿）：通过补偿线圈抵消外部磁场，提高线性度和稳定性（如电流传感器）。hkf嘉泰姆

2. 线性 霍尔传感器关键特性

参数	典型值	影响
灵敏度	1~50 mV/mT	决定磁场检测分辨率
线性度	±0.1%~±1% FS	影响位置检测精度
温漂	±0.1%/°C（未补偿）	需硬件/软件补偿
带宽	DC~100 kHz	决定动态响应速度
供电电压	3V~24V（工业级通常5V/12V）	兼容性设计关键

3. 线性霍尔 vs. 开关霍尔 vs. TMR传感器

特性	线性霍尔	开关霍尔	TMR传感器
输出类型	模拟电压（连续量）	数字信号（开/关）	模拟/数字（高灵敏度）
灵敏度	中（1~50 mV/mT）	低（仅阈值触发）	超高（>100%/mT）
功耗	中（mA级）	低（μA级）	极低（μW级）
应用场景	位置检测、电流测量	转速检测、接近开关	高精度角度/位移检测

4. 线性 霍尔传感器的典型应用

(1) 位置检测

直线位移测量：磁铁随目标移动，霍尔传感器输出线性变化电压（如油门踏板位置检测）。hkf嘉泰姆
案例：汽车节气门位置传感器（精度±0.5% FS）。hkf嘉泰姆

(2) 电流测量

开环方案：霍尔片检测载流导线磁场（低成本，精度±1%~5%）。hkf嘉泰姆
闭环方案：补偿线圈抵消磁场（高精度，±0.1% FS，如变频器电流检测）。hkf嘉泰姆

(3) 角度检测

径向磁铁 + 双霍尔片：通过正弦/余弦输出计算角度（如方向盘转角传感）。hkf嘉泰姆

(4) 压力/力检测

磁弹性效应：压力改变磁铁位置，霍尔传感器输出变化（如工业称重系统）。hkf嘉泰姆

5. 提高精度的关键技术

(1) 温度补偿

硬件补偿：集成温度传感器（如NTC）动态调整输出。hkf嘉泰姆
软件补偿：多项式拟合或查表法（LUT）。hkf嘉泰姆

(2) 线性化处理

差分霍尔对：抵消共模干扰（如Allegro的A1324）。hkf嘉泰姆
数字校准：出厂时存储线性度校正参数。hkf嘉泰姆

(3) 抗干扰设计

磁屏蔽：采用Mu-metal包裹传感器。hkf嘉泰姆
滤波电路：抑制高频噪声（如RC低通滤波）。hkf嘉泰姆

6. 主流型号与选型指南

型号	类型	类型	工作电压	工作点	释放点	磁滞	封装
CXHA3197	霍尔开关传感器	锁存	3.3V~45V	60Gs	-60Gs	120Gs	TO92S-3
CXHA3198	霍尔开关传感器	锁存	3.3V~45V	60Gs	-60Gs	120Gs	SOT23-3
CXHA3199	霍尔开关传感器	锁存	3.3V~50V	60Gs	-60Gs	120Gs	TO92S-3
CXHA31100	霍尔开关传感器	锁存	3.3V~45V	110Gs	-110Gs	220Gs	TO92S-3
CXHA31101	霍尔开关传感器	锁存	3.3V~45V	100Gs	-100Gs	200Gs	SOT23-3
CXHA31102	霍尔开关传感器	锁存	3.3V~45V	90Gs	-90Gs	180Gs	SOT23-3
CXHA31103	霍尔开关传感器	锁存	3.3V~80V	80Gs	-80Gs	160Gs	SOT23-3
CXHA31104	霍尔开关传感器	单极	3.3V~45V	70Gs	50Gs	20Gs	SOT23-3
CXHA31105	霍尔开关传感器	单极	3.3V~45V	75Gs	45Gs	30Gs	SOT23-3
CXHA31106	霍尔开关传感器	单极	3.3V~50V	80Gs	45Gs	35Gs	TO92S-3
CXHA31107	霍尔开关传感器	单极	3.3V~50V	110Gs	80Gs	30Gs	TO92S-3
CXHA31108	霍尔开关传感器	单极	3.3V~45V	110Gs	80Gs	30Gs	TO92S-3
CXHA31109	霍尔开关传感器	单极	3.3V~45V	115Gs	85Gs	30Gs	SOT23-3
CXHA31110	霍尔开关传感器	单极	3.3V~45V	135Gs	65Gs	70Gs	TO92S-3
CXHA31111	霍尔开关传感器	单极	3.3V~45V	135Gs	65Gs	70Gs	SOT23-3
CXHA31112	霍尔开关传感器	全极	3.3V~45V	±75Gs	±35Gs	40Gs	TO92S-3
CXHA31113	霍尔开关传感器	全极	3.3V~45V	±75Gs	±45Gs	30Gs	TO92S-3
CXHA31114	霍尔开关传感器	全极	3.3V~45V	±80Gs	±60Gs	20Gs	SOT23-3
型号	类型	工作电压	单双向	灵敏度	线性度	静态输出	封装
CXHA31115	固定灵敏度线性传感器	3V~8V	双	2.4mV/Gs	5%	50%VDD	TO92S-3
CXHA31116	固定灵敏度线性传感器	3V~8V	双	2.3mV/Gs	5%	50%VDD	SOT23-3
CXHA31117	固定灵敏度线性传感器	3V~8V	双	1.7mV/Gs	5%	50%VDD	TO92S-3
CXHA31118	固定灵敏度线性传感器	3V~8V	双	1.6mV/Gs	5%	50%VDD	SOT23-3
CXHA31119	固定灵敏度线性传感器	3V~8V	双	3.0mV/Gs	5%	50%VDD	TO92S-3
CXHA31120	固定灵敏度线性传感器	3V~8V	双	2.8mV/Gs	5%	50%VDD	SOT23-3
型号	类型	压力量程	输出模式	满量程输出	封装
CXHA31121	表压传感器	40kPa	模拟	70mV	SOP6
CXHA31122	表压传感器	100kPa	模拟	70mV	SOP6
CXHA31123	表压传感器	40kPa	I2C	-	SOP6
CXHA31124	表压传感器	100kPa	I2C	-	SOP6

选型要点：hkf嘉泰姆

灵敏度：根据磁场范围选择（如小位移检测需高灵敏度）。hkf嘉泰姆
温漂：工业级需<±0.05%/°C（补偿后）。hkf嘉泰姆
封装：SOT-23（通用）、IP67（汽车/工业）。hkf嘉泰姆

7. 未来发展趋势

集成化：霍尔传感器 + ADC + MCU单芯片。hkf嘉泰姆
高带宽：支持MHz级检测（如电机故障诊断）。hkf嘉泰姆
智能补偿：AI算法实时校正非线性误差。hkf嘉泰姆

总结

线性霍尔传感器以其成本低、结构简单、可靠性高的优势，在中低精度位置检测和电流测量中占据重要地位。尽管TMR等新技术在高端领域逐渐替代霍尔传感器，但通过温度补偿和信号处理优化，线性霍尔仍能满足大多数工业场景需求。未来，集成化与智能化将进一步提升其竞争力。hkf嘉泰姆