基于霍尔传感器的三轴磁场检测小装置

本次项目是制作一个三轴磁场检测的小装置，采用霍尔传感器实现检测，首先我们来介绍一下什么是霍尔传感器。
1.霍尔传感器介绍
霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。磁场中有一个霍尔半导体片，恒定电流I从A到B通过该片。在洛仑兹力的作用下，I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移，使该片在CD方向上产生电位差，这就是所谓的霍尔电压。
霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低，霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就能使该电压放大到足以输出较强的信号。若使霍尔集成电路起传感作用，需要用机械的方法来改变磁感应强度。下图1所示的方法是用一个转动的叶轮作为控制磁通量的开关，当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时，磁场偏离集成片，霍尔电压消失。这样，霍尔集成电路的输出电压的变化，就能表示出叶轮驱动轴的某一位置，利用这一工作原理，可将霍尔集成电路片用作用点火正时传感器。霍尔效应传感器属于被动型传感器，它要有外加电源才能工作，这一特点使它能检测转速低的运转情况。
2.霍尔传感器的选择
本次项目所采用的是OH49E线性霍尔开关电路，该霍尔传感器可以检测到-1000GS到1000GS的磁场强度，具体使用方法如下图

从图中可以看到该磁场传感器的使用方式为通过测量OH49E中间引脚的电压值来计算磁场强度，且印章面朝上的方向为正磁场强度。比如当OH49E中间引脚的电压值为3V时，此时的磁场强度为（3-2.5）*667，大约为333GS。
3.原理图及PCB制作


采用arduino用来采集电压并计算磁场强度，利用arduino自带的串口监视器查看磁场强度。其中还有两个运放用作电压跟随器，防止后面的原件对前面的检测产生干扰。
4.实物展示

s1、s2、s3分别是3个霍尔传感器，然后通过印章面的方向实现XYZ三轴的磁场检测。