多年来，设计人员一直在工业和汽车系统中使用霍尔效应传感器进行接近检测、线性位移测量、旋转编码和许多其他应用。随着时间的推移，更高的系统性能要求促使集成电路供应商提高灵敏度精度、集成更多功能、提供不同的传感方向和更低的功耗，从而将霍尔效应传感器的使用范围扩大到未来几十年。

本文将探讨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应用联系起来。

1. 霍尔效应传感器仅提供简单的开关信息

许多机电设计需要使用传感器检测物体，该传感器提供一个简单的逻辑信号来指示其存在或不存在。一个例子是笔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，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。与开关相比，主要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况下切换其输出。

对于精确的位移测量，线性霍尔效应传感器更可取，因为它们可以以高分辨率定义物体相对于传感器的位置。换句话说，它们提供的不仅仅是开和关信息。图 1说明了每种传感器的传递函数，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) 输出响应。

2. 线性霍尔效应传感器不精确？

线性霍尔效应传感器无疑是具有成本效益的解决方案，可提供可靠的磁信息。此类传感器的用户知道这一事实，但通常会考虑使用其他技术来满足他们的高精度要求。EETOP

例如，在工业机器人中，移动臂必须相对于目标物体精确定位。使用高精度线性 3D 霍尔效应传感器，例如德州仪器 (TI)的TMAG5170，可提供此类应用所需的精度（图 2）。此外，该器件的高精度和低灵敏度随温度漂移可能消除了对系统级校准的需要。

TMAG5170 是一款线性 3D 传感器，用于机械臂应用。

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本质上是不一样的。霍尔元件需要偏置电路和差分放大器，是产生可用电压所需的最基本结构。与霍尔效应传感器相比，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。霍尔元件通常用于精度不重要、成本极其重要且附近有差分放大器以最大限度减少外部噪声耦合的应用。此外，霍尔元件具有随温度变化的固有非线性变化，而霍尔效应传感器具有内置补偿功能，可确保在 -40 至 125°C 的宽温度范围内进行稳定测量。

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，簧片开关在许多应用中仍然很普遍，例如门窗传感器。在安全警报系统中使用簧片开关的主要缺点是无法检测到篡改事件。通过使用线性 3D 霍尔效应传感器，设计人员可以利用任何未用于有源测量的通道来检测此事件。

另一个例子是在冰箱门中控制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，霍尔效应开关提供一致的开合距离检测。

使用簧片开关的第二个主要缺点是它们无法使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，从而使组装过程复杂化并增加成本。表 1比较了这两种技术。