更新时间：作者：小小条
霍尔传感器：看不见的小零件 日常用品里都有它的身影
今天路过商场看到自动门自己开了，突然想到之前学过一点关于传感器的知识。那些不接触就能感应的东西，其实是靠霍尔传感器工作的。简单说就是把磁场变成电的变化，然后让机器知道要做什么动作。
电流跑过一块半导体材料，遇到磁场就会被歪过来。一边堆满正电荷，一边堆满负电荷，这样两面就有了电压差。这个电压能被测出来，叫霍尔电压。电流越大，磁场越强，电压就越高。
传感器核心就是这块半导体片，像砷化镓这种材料。通电后如果有磁铁靠近，里面的电子就会被磁场推到一边。这样电压变化就能被电路读取，变成开关信号。
举个例子，电动车的车座感应灯。底下装个霍尔传感器，人坐上去压到弹簧里的磁铁，传感器检测到磁场变化，灯就亮了。离开后磁铁移开，灯灭。
常见的开关形式有两种。一种是靠近就触发的正面检测，比如门锁里的磁吸条和传感器对齐，门关上磁铁贴过去，锁就通电扣紧。另一种是横向移动检测，比如电机轴上有环形磁铁，转一圈传感器测到几次变化，就知道转速多快。
传感器分线性和开关两种模式。线性模式输出的电压和磁场强度直接挂钩，能精确测出距离或强度。开关模式则设定好阈值，达到就导通，超过就断开。
用在电路里通常还要加个晶体管。因为传感器本身带不动大功率设备，比如要控制电机或继电器，晶体管负责放大电流。输出信号一般是0或1，或者连续的电压数值。
优点很明显，不像机械开关那样有触点磨损，能频繁开关几百万次。密封后不怕水汽灰尘，在工厂车间或者雨天也能用。缺点是测精度不如专业仪器，温度变化会影响结果，得加补偿电路调整。
超市的手扶电梯急停按钮下面应该就有霍尔元件。按钮按下时内部磁铁贴近传感器，立刻传出电信号让电梯停。还有电动车充电桩的插头，对准卡槽时磁感应对齐，才能开始充电。
手机里的SIM卡槽也有传感器。推卡pin脚的时候，传感器检测金属片带动的磁场变化，自动弹出卡托。冰箱门封条里也可能嵌着几个，门关严实才会让压缩机继续运转。
缺点的话，准确度确实一般。要是周围有太多电磁干扰，比如靠近大电机，可能会误触发。另外长期高温环境下，材料性能会慢慢变差。
汽车里用得更多了。油箱盖的解锁机构，钥匙靠近后传感器读取内置芯片的磁场信号，自动弹开锁芯。电动车电池包里的温度传感器，也是用霍尔原理监测电流变化。
工厂流水线上的计数器，转盘每个格子底部装磁铁，经过传感器时发出一个脉冲，系统就知道有多少产品通过。电梯楼层感应也靠这个，轿厢顶部的磁轮转过传感器，显示当前所在层数。
有些遥控器按键没物理接触，下面垫着永磁体薄膜。按下按键时磁铁位置偏移，传感器检测到磁场变化，代替传统按动开关。
现在懂了个大概，原来身边这么多设备都离不开这小玩意儿。虽然看不见摸不着，但确实是现代生活里重要的小帮手。
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