霍尔传感器的内部构造是怎样的？

霍尔传感器是基于霍尔效应的一种传感器，广泛用于电磁、压力、加速度、振动等方面的测量。其特点是体积小、功耗小、寿命长、安装方便，耐腐蚀和污染。1879年美国物理学家霍尔在试验中发现了金属材料具有霍尔效应，但是由于金属材料的霍尔效应太弱而没有得到应用。半导体出现后，研究人员开始使用半导体材料制成霍尔元件，而半导体的霍尔效应现象显著，从此霍尔传感器才得到应用和发展。

不同的电感式霍尔传感器尺寸不同，额定检测距离一般可达100mm。在正常条件下，每个传感器制造商的标称检测距离是在实验室条件下测得的额定检测距离。在电感式霍尔传感器的实际应用中，考虑到各种环境因素，其可靠的检测距离约为额定检测距离的80%，但传感器对被测物体也有一定要求。由于应用现场被测材料的磁导率和尺寸，在正常情况下不能满足传感器标准被测物体的要求，因此电感式霍尔传感器的检测距离会进一步衰减，这就是为什么许多用户会感觉到电感式式霍尔传感器的检测距离远小于制造商的额定距离。在这种非标准测试的情况下，制造商及其不同系列的产品之间存在很大差异。此外，更深入地讲，抗电磁干扰，环境温度，电压干扰和安装要求也存在差异。选择合适的电感式霍尔传感器将极大地提高设备运行的稳定性和可靠性，并且最大可能地减少传感器的故障或损坏并减少不必要的维护投资。

霍尔位置传感器一般由外壳、电子部分和磁性部分组成。外壳：外壳一般由塑料或金属制成，其结构一般为圆形或椭圆形，可根据实际使用环境需要做出合理的改变。外壳上配有不同数量的出口，以便将传感器连接到用户设备上。电子部分：电子部分由电路板、继电器和其他电子元件组成。电路板一般由不锈钢、铝、铜或其他材料制成，继电器用于控制传感器的输出信号。磁性部分：磁性部分由永磁体、活动磁铁和静态磁铁组成。永磁体用于提供静态磁场，活动磁铁用于检测传感器的位置，静态磁铁用于提供活动磁铁的磁场。

霍尔元件的主要参数(1)额定激励电流和最大允许激励电流在给霍尔元件加激励电流时，霍尔元件的温度升高10℃，此时的激励电流称为额定激励电流，用符号IC表示。当激励电流增大时，霍尔电压也会随着增大。为了获得较大的霍尔电压，在应用中会采用较大的激励电流，但是激励电流过大，霍尔元件的功耗就会增大，霍尔元件的温度升高，会引起霍尔电压的温度漂移增大，影响测量精度，因此各种型号的霍尔元件都规定了对应的最大激励电流Im，它的数值从几毫安至十几毫安不等。(2)输入电阻和输出电阻霍尔元件两个激励电流端的电阻被称为输入电阻Ri，两个霍尔电压输出端子之间的电阻被称为输出电阻Ro。不同类型的霍尔元件，输入电阻和输出电阻的阻值一般从几十欧姆到几百欧姆不等。(3)不等位电动势和不等位电阻不等位电动势是指没有外加磁场时，霍尔元件在额定激励电流的作用下，霍尔元件输出的开路电压，一般用符号UM表示，产生这一现象的原因有：

霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位面上;半导体材料不均匀造成了电阻率不均匀或是几何尺寸不均匀;激励电极接触不良造成激励电流不均匀分布等。

霍尔传感器由一个磁铁和一个磁感应元件组成，磁铁可以产生一个恒定的磁场，而磁感应元件可以检测这个磁场并将其变换成一个电信号。当物体移动时，它会改变磁场的强度，从而影响磁感应元件的输出信号。根据这个输出信号，可以推断出物体的位置。霍尔位置传感器的应用场景很广泛，比如可以用于机器人的运动控制，精准控制机器人的位置;也可以用于工业自动化，准确控制机器的位置;还可以用于车辆安全控制，准确检测车辆的位置;除此之外，还可以用于建筑自动控制，准确控制建筑物的位置，实现智能化控制;还可以用于航空航天行业，准确检测宇宙飞行器的位置。