線性霍爾傳感器SS495、A1308、A1302

■ 簡介

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線性Hall傳感器是一大類輸出信號周圍 磁感應強度 之間呈現連續線性輸出變化的器件。常見到的器件包括 SS495 ， A1308 （是 A1302 的改進型）等。

這三種器件在性能、價格方面有一定的差別。本文通過實驗來探究一下這些器件主要電氣性能方面的差異，爲之後的應用打下基礎。

^{▲ 三種HALL期間的價格對比}

 

01三種器件的主要技術指標

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通過三種器件的技術手冊(Datasheet)來查看一下三種器件的主要技術指標。

1. 基本特性

• 三種器件的封裝以及工作電壓範圍

它們的工作範圍都在5V左右，封裝也一樣，這位它們之間的相互替換提供方便。在外部磁感應強度$B = 0$的時候，三者輸出都是供電電源的一半。

^{▲ 三種器件的封裝以及工作電壓範圍}

三種HALL傳感器由芯片上的標記進行區分：

^{▲ 三種HALL傳感器外觀與標記}

• 三種器件的靈敏度

型號	SS495	A1302	A1308
靈敏度	3.3mV/G	1.3mV/G	1.3mV/G
輸出電壓範圍	0.2-4.8	0.2-4.7	xxx
測量磁場範圍	-700G-700G	xxx	xxx
輸出電流	1.5mA	xxx	xxx
工作電流	5mA	11mA	9mA
響應時間	3uS	3uS	xxx
輸出帶寬	xxx	20kHz	20kHz
零點溫度漂移	0.1	2.2-2.8	xxx

 

02實驗測量數據

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1. 三種器件的靜態特性

在麪包板上搭建測試電路，提供統一的工作電源，測量輸出以及相應的工作電流。

型號	SS495	A1302	A1308
工作電流(mA)	6	3	7
輸出電壓(V)	2.507	2.492	2.487

^{▲ 測量靜態工作電流與輸出電壓}

2.工作電壓與輸出電壓

^{▲ SS495工作電壓與輸出電壓}

^{▲ A1302工作電壓與輸出電壓}

^{▲ A1308工作電壓與輸出電壓}

^{▲ 三種HALL器件的工作電壓與輸出電壓之間的關係}

3. 測量永磁鐵的磁場強度

利用 基於ESP8266 WiFi控制的步進升降機械平臺 帶動一個永磁鐵靠近與原理HALL傳感器。測量輸出電壓的變化。從而可以進一步測量傳感器的靈敏度以及磁鐵強度的分佈與大小。

^{▲ 測量永磁鐵對HALL傳感器的影響}

^{▲ SS495測量永磁鐵的輸出}

^{▲ A1302測量永磁鐵的輸出}

^{▲ A1308測量永磁鐵的輸出}

^{▲ 三種Hall傳感器測量永磁鐵的輸出}

對比以上輸出的曲線，可以看到A1308的靈敏度的等級比起另外兩個要小。

根據A1308的數據手冊中信息可以看到，購買相同的A1308（A1309）後綴不同，對應的靈敏度也不一樣，包括極性也有差異。

^{▲ 不同的A1308的後綴對應的不同的感應靈敏度}

4.測量電磁鐵的輸出

^{▲ 使用線性HALL測量電磁鐵的輸出}

^{▲ 電磁鐵施加的電壓以及測量的磁場的輸出}

^{▲ 使用A1302測量電磁鐵的輸出磁場}

#!/usr/local/bin/python
# -*- coding: gbk -*-
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# TEST2.PY                     -- by Dr. ZhuoQing 2020-07-03
#
# Note:
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from headm import *
from tsmodule.tsvisa        import *
from tsmodule.tsstm32       import *
dp1308open()
dm3068open()
#------------------------------------------------------------
dp1308p25v(0)
relayflag = 0
angle = linspace(0, 2 * pi, 50)
setv = []
outv = []
for a in angle:
    voltage = 4 * sin(a)
    if voltage >= 0:
        if relayflag == 1:
            dp1308p25v(0)
            relayflag = 0
        dp1308n25v(voltage)
    else:
        printf(voltage)
        if relayflag == 0:
            dp1308p25v(5)
            relayflag = 1
        dp1308n25v(-voltage)
    time.sleep(1)
    meter = meterval()
    out = dm3068vdc()
    setv.append(meter[0])
    outv.append(out)
    printff(meter[0], out)
#------------------------------------------------------------
tspsave('EM100-1', set=setv, out=outv)
plt.plot(setv, outv)
plt.xlabel("Set Voltage(V)")
plt.ylabel("Output(V)")
plt.grid(True)
plt.show()
#------------------------------------------------------------
#        END OF FILE : TEST2.PY
#============================================================

5.溫度對於HALL傳感器輸出的影響

下面分別在高低兩個不同的問題，測量HALL傳感器零點的輸出：

型號	SS495	A1302	A1308
低溫(15.7)	2.5032	2.4921	2.4826
高溫(42.4)	2.5084	2.4813	2.4823

 

※ 結論

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通過一組實驗測試了模擬HALL器件的基本特性。基於此，爲之後測量磁場提供基礎數據。