霍爾效應(yīng)是由帶電粒子(如電子)相應(yīng)電場和磁場的相互作用引起的。
當(dāng)導(dǎo)電板連接到帶有電池的電路時(shí),電流開始流動(dòng)。電荷載體將沿著從板的一端到另一端的線性路徑。電荷載流子的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致磁場的產(chǎn)生。當(dāng)磁體靠近板放置時(shí),電荷載流子的磁場會(huì)發(fā)生畸變。這擾亂了電荷載流子的直線流動(dòng)。擾亂電荷載流子流動(dòng)方向的力稱為洛倫茲力。
由于電荷載流子磁場的畸變,帶負(fù)電的電子將偏轉(zhuǎn)到板的一側(cè),而帶正電的空穴將偏轉(zhuǎn)到板的另一側(cè)。在板的兩側(cè)之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電位差,稱為霍爾電壓,可以用儀表測量。
霍爾效應(yīng)原理表明:當(dāng)將載流導(dǎo)體或半導(dǎo)體引入垂直磁場時(shí),可以在電流路徑成直角的位置測量電壓。
霍爾效應(yīng)傳感器由磁場激活,在許多應(yīng)用中,該設(shè)備可以通過連接到移動(dòng)軸或設(shè)備的單個(gè)永磁體來操作。有許多不同類型的磁鐵運(yùn)動(dòng),例如“正面”、“側(cè)身”、“推拉”或“推-推”等感應(yīng)運(yùn)動(dòng)。
使用每種類型的配置,以確保最大靈敏度,磁通線必須始終垂直于設(shè)備的感應(yīng)區(qū)域,并且必須具有正確的極性。此外,為了確保線性,需要高場強(qiáng)磁鐵,以便為所需的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生較大的場強(qiáng)變化。檢測磁場有多種可能的運(yùn)動(dòng)路徑,因此使用單個(gè)磁體時(shí),會(huì)有兩種更常見的傳感配置:正面檢測和側(cè)向檢測。