全面認知·線性霍爾IC

線性霍爾IC，是一種rail to rail的模擬輸出傳感器，后端微控制器處理起來簡單方便，因此與霍爾IC一樣，適用于白色家電和工業(yè)設備。

線性霍爾IC進行模擬輸出，與數(shù)字輸出的霍爾IC相比，位置檢測精度更高。本章將介紹線性霍爾IC的原理和應用。

線性霍爾IC原理

線性霍爾IC通過后段信號處理IC，將內置的霍爾元件的輸出電壓進行放大，在0~Vcc的范圍內進行線性輸出（圖1）。信號處理IC的放大率的差異，形成了不同靈敏度的線性霍爾IC產品。

不施加磁場時，輸出為Vcc/2。施加N極或S極磁場時，輸出發(fā)生增減（0~Vcc）。施加的磁場超出規(guī)格范圍時，輸出飽和。

因此，建議根據(jù)需要測量的磁場范圍選擇相匹配靈敏度的線性霍爾IC，以便有效利用線性霍爾IC的輸出范圍。

與霍爾IC一樣，線性霍爾IC的輸出電壓范圍由電源決定，后端微控制器能夠快速接收。

圖1 工作電路（參考圖）

典型應用實例

能夠進行液位檢測的燃油表和液位計傳感器

燃油表和液位計傳感器是一種用于提示液體燃料或蓄水箱的余量是否達到預設值的傳感器。因為是機械非接觸式，電路能設置在儲罐的外部，所以也適用于檢測可燃性液體，常被用于檢測儲罐的上限（滿）或下限（空）液位。液位計傳感器的主要構成部件是磁鐵、線性霍爾IC和浮子。

當儲罐中有足夠的液體時，如圖2 (1)所示，由于被施加S極磁場，線性霍爾IC的輸出接近0V。

隨著液位的下降，施加在線性霍爾IC上的S極磁場減小，輸出信號逐漸增大。如圖2 (2)所示，當磁鐵S極和N極的邊界到達線性霍爾IC的正面時，S極外加磁場變?yōu)?，線性霍爾IC的輸出變?yōu)橹悬c電壓（如：電源電壓為5V時，中電電壓為2.5V）。

隨著水位進一步下降，N極磁場逐漸增強，線性霍爾IC的輸出繼續(xù)增大。當液體消失時，如圖2 (3)所示，線性霍爾IC在N極強大磁場作用下，輸出與電源電壓相同的電壓信號。

與開關式霍爾IC不同，線性霍爾IC為模擬輸出，不僅可以檢測液位的下限位置，也能檢測出液位的具體高度。通過組合使用多個磁鐵和傳感器，還可以擴大檢測范圍。不過，需要綜合考慮線性霍爾IC的標準磁場范圍、磁鐵尺寸以及磁鐵與線性霍爾IC之間的距離。

圖2 液位計余量檢測示例和線性霍爾IC示意圖

輸入控制搖桿

輸入控制搖桿是一種模擬接口，常用于游戲手柄、無線裝置的操控等。

主要構成部件包括搖桿、鉸鏈、圓形磁鐵和線性霍爾IC。

將霍爾IC放置在固定搖桿的鉸鏈的正下方。
然后，如圖3 (2)所示，安裝搖桿，當搖桿處于行程中間位置時，圓形磁鐵S極和N極的邊界位于霍爾IC的正上方。

這種布置可以在搖桿角度約為±30°的范圍內，實現(xiàn)線性輸出。

圖3 輸入控制搖桿示例和線性霍爾IC示意圖

開環(huán)電流傳感器

磁性電流傳感器通過測量目標電流線周圍產生的磁場（磁通密度）來檢測電流大小（圖4）。

只需將“《全面認知·低溫漂霍爾元件》”中的“開環(huán)型電流傳感器”中的霍爾元件替換為線性霍爾IC，優(yōu)點是使用線性霍爾IC后不再需要霍爾元件后端的放大電路。

圖4 使用線性霍爾IC的電流傳感器原理圖

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