磁传感器霍尔传感器
4页1、霍尔传感器霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的 一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall, 18551938)于1879年在研究金属的导电 机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效 应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技 术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。 通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓 度及载流子迁移率等重要参数。1、原理由霍尔效应的原理知,霍尔电势的大小取决于:Rh为霍尔常数,它与半导 体材质有关;I为霍尔元件的偏置电流;B为磁场强度;d为半导体材料的厚度。对于一个给定的霍尔器件,当偏置电流I固定时,UH将完全取决于被测的 磁场强度B。霍尔效应一个霍尔元件一般有四个引出端子,其中两根是霍尔元件的偏置电流I的输 入端,另两根是霍尔电压的输出端。如果两输出端构成外回路,就会产生霍尔电 流。一般地说,偏置电流的设定通常由外部的基准电压源给出;若精度要求高, 则基准电压源均用恒流源取代。为了达到高的灵敏度,有的霍尔元件的传感面
2、上 装有高导磁系数的坡莫合金;这类传感器的霍尔电势较大,但在0.05T左右出现 饱和,仅适用在低量限、小量程下使用。在半导体薄片两端通以控制电流I,并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为 B的匀强磁场,则在垂直于电流和磁场的方向上,将产生电势差为UH的霍尔电 压。2、工作原理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场强度。下图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
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