1、简介
霍尔（效应）传感器是一种基于霍尔效应的磁场传感器，将磁场的变化转变为输出电压的变化，通过这一功能，可以直接测量磁场的变化，还能够测量产生磁场和影响磁场的物理量。
2、霍尔效应
霍尔效应是一种电磁效应，是指当固体导体放置在一个磁场内，且有垂直于磁场的电流通过，则内部的电荷载流子将会受到与电流方向和磁场方向都垂直的洛伦兹力，从而在该方向上产生电势差。
霍尔效应产生的霍尔电压Vh一般可表达为：
Vh=IBRh/d
其中，I为流经导体的电流，B为施加于导体的磁场，Rh为该导体材料的霍尔系数，d为导体在磁场方向上的厚度。
3、霍尔元件
3.1 霍尔元件的结构
霍尔元件由霍尔片、引线、壳体组成，引线有4个，通过电流的引线叫激励电流的引线端子，成为激励电极，产生霍尔电压的引线叫做霍尔电极。
3.2 霍尔元件的材料
常用的霍尔元件材料有锗、硅、砷化铟、锑化铟等半导体材料。其中
N型锗容易加工制造，期霍尔系数、温度性能和线性度都比较好；
N型硅的线性度最好，其霍尔系数、温度性能与N型锗相近；
锑化铟对温度最敏感，尤其在低温范围内温度系数大，但在室温时其霍尔系数较大；
砷化铟的霍尔系数较小，温度系数也较小，输出特性线性度好；
3.3 霍尔元件的主要参数
3.3.1 额定偏置电流和最大允许偏置电流
当给霍尔元器件施加偏置电流的时，霍尔元器件的温度升高10℃，则此时的偏置电流称为额定偏置电流，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，在应用中会采取较大的激励电流，但是激励电流过大，霍尔的工号也会增大，霍尔元器件的温度也会升高，会引起霍尔电压的温度漂移增大。影响测试精度。
3.3.2 输入电阻和输出电阻
霍尔元件两个偏置电流端的电阻称为输入电阻Ri，两个霍尔电压输出端子的电阻称之为输出电阻Ro。不同类型的霍尔元件，输入电阻和输出电阻的阻一般从几十欧姆到几百欧姆不等。
3.3.3 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，霍尔元件在偏置电流的作用下，霍尔元件输出的开路电压，一般用UM表示，产生这一现象的原因有：
霍尔点击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；
偏置电极接触不良造成偏置电流不均匀分布等
3.3.4 寄生直流电动势
当外加磁场为零时，给霍尔元件通上交流电流，霍尔电极端子会输出一个寄生直流电动势，是由控制电极和基片之间的非完全欧姆接触所产生的整流效应造成的。
3.3.5 霍尔电压的温度系数
霍尔电压的温度系数α是指在一定磁感应强度和一定的控制电流下，温度每变化1℃，霍尔电压产生的变化率。
4、霍尔传感器的测量转换电路
4.1 霍尔传感器的基本电路
如图所示，电源E提供额定偏置电流I，当改变电阻R1时，额定偏置电流I会发生变化。由于霍尔传感器在同时满足磁感应强度B和额定偏置电流I两个条件时才会产生霍尔电压，在实际应用中，额定激励电流I或者磁感应强度B都可以作为输入信号。
4.2 霍尔传感器的集成电路
霍尔传感器的集成电路的特点是体积较小、灵敏度高、输出幅度较大、温漂小、对电源的稳定性要求较低等。常见的类型有线型霍尔传感器的集成电路和开关型霍尔传感器集成电路。
4.2.1 线性型霍尔传感器的集成电路
线性型霍尔传感器的集成电路的内部电路由霍尔元件、恒流源、线性差动放大器组成，将这几部分集成制作在一个芯片上，使用时可以直接得到电压输出信号，比单独使用霍尔元件要方便。比较典型的有UGN3501.
4.2.2 开关型霍尔集成电路
开关型霍尔集成电路由霍尔元件、稳压电路、放大器、施密特触发器、OC门（集电极开路输出门）等组成，将这些元件集成在一个芯片上就可制成该集成电路。当外加磁场强度超过预先设定的标准值时，NPN型OC门导通，由高电平变为低电平；当外加磁场强度低于标准值时，OC门截止，输出高电平。典型的开关型霍尔器件有UGN3020等。
5、 基本误差及补偿
5.1 不等位电动势误差的补偿
不等位电动势时霍尔元件产生误差的原因之一，也是最普遍的一种，其产生的原因如下：
（1）制造过程中不可能保证霍尔元件的两个霍尔电极绝对对称地焊接在它的两侧，这就会导致霍尔元件的两个电极点不能完全位于同一个等位面上。
（2）由于半导体的电阻特性所造成。
5.2 温度特性
霍尔元件的温度特性是指其内阻及霍尔电压与温度之间的关系
霍尔内阻与温度的关系
霍尔电压与温度的关系
5.3 温度误差及其补偿
温度误差产生的原因有以下两种：
① 霍尔元件的材料是半导体，半导体对温度的变化非常敏感。半导体的载流子的浓度、迁移率、电阻率等参数都是温度的函数，因此容易受到温度的影响。
② 当温度发生变化时，霍尔元件的特性参数（如霍尔电动势、输入电阻和输出电阻等）都会发生变化，从而导致霍尔传感器产生温度误差。
恒温措施补偿，包括以下两种：
· 将霍尔元件放在恒温器中；
· 将霍尔元件放在恒温的空调房中。