霍爾傳感器測位移:霍爾傳感器

2021/12/28 17:33 · 傳感器知識資訊 ·  · 霍爾傳感器測位移:霍爾傳感器已關閉評論
摘要:

霍爾傳感器測位移:霍爾傳感器收藏查看我的收藏0有用+1已投票0霍爾傳感器語音編輯鎖定討論上傳視頻上傳視頻霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器?;魻栃谴烹娦囊环N,這一現象是霍爾(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金屬的導電機構時發現的。后來發現半導體、導電流體等也有這種效應

霍爾傳感器測位移:霍爾傳感器  第1張

霍爾傳感器測位移:霍爾傳感器

收藏
查看我的收藏
0
有用+1
已投票
0
霍爾傳感器
語音
編輯
鎖定
討論
上傳視頻
上傳視頻
霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器?;魻栃谴烹娦囊环N,這一現象是霍爾(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金屬的導電機構時發現的。后來發現半導體、導電流體等也有這種效應,而半導體的霍爾效應比金屬強得多,利用這現象制成的各種霍爾元件,廣泛地應用于工業自動化技術、檢測技術及信息處理等方面?;魻栃茄芯堪雽w材料性能的基本方法。通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數,能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數。
中文名
霍爾傳感器
外文名
Hall sensor
分 類
線型霍爾傳感器
工作原理
霍爾效應
用 途
力測量
子 類
霍爾電流傳感器
目錄
1
原理
2
工作原理
3
霍爾效應
4
元件
5
分類
?
開關型
?
鎖鍵型
?
線性型
6
優點
7
用途
?
位移測量
?
力測量
?
角速度測量
?
線速度測量
8
注意事項
9
應用
霍爾傳感器原理
編輯
語音
由霍爾效應的原理知,霍爾電勢的大小取決于:Rh為霍爾常數,它與半導體材質有關;I為霍爾元件的偏置電流;B為磁場強度;d為半導體材料的厚度。對于一個給定的霍爾器件,當偏置電流 I 固定時,UH將完全取決于被測的磁場強度B。
霍爾效應
一個霍爾元件一般有四個引出端子,其中兩根是霍爾元件的偏置電流 I 的輸入端,另兩根是霍爾電壓的輸出端。如果兩輸出端構成外回路,就會產生霍爾電流。一般地說,偏置電流的設定通常由外部的基準電壓源給出;若精度要求高,則基準電壓源均用恒流源取代。為了達到高的靈敏度,有的霍爾元件的傳感面上裝有高導磁系數的鍍膜合金;這類傳感器的霍爾電勢較大,但在0.05T左右出現飽和,僅適用在低量限、小量程下使用。在半導體薄片兩端通以控制電流I,并在薄片的垂直方向施加磁感應強度為B的勻強磁場,則在垂直于電流和磁場的方向上,將產生電勢差為UH的霍爾電壓。
霍爾傳感器工作原理
編輯
語音
磁場中有一個霍爾半導體片,恒定電流I從A到B通過該片。在洛侖茲力的作用下,I的電子流在通過霍爾半導體時向一側偏移,使該片在CD方向上產生電位差,這就是所謂的霍爾電壓?;魻栯妷弘S磁場強度的變化而變化,磁場越強,電壓越高,磁場越弱,電壓越低,霍爾電壓值很小,通常只有幾個毫伏,但經集成電路中的放大器放大,就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號。若使霍爾集成電路起傳感作用,需要用機械的方法來改變磁感應強度。下圖1所示的方法是用一個轉動的葉輪作為控制磁通量的開關,當葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時,磁場偏離集成片,霍爾電壓消失。這樣,霍爾集成電路的輸出電壓的變化,就能表示出葉輪驅動軸的某一位置,利用這一工作原理,可將霍爾集成電路片用作用點火正時傳感器?;魻栃獋鞲衅鲗儆诒粍有蛡鞲衅?,它要有外加電源才能工作,這一特點使它能檢測轉速低的運轉情況?;魻栃獋鞲衅?br /> 圖1
1-霍爾半導體元件 2-永久磁鐵 3-擋隔磁力線的葉片
霍爾傳感器霍爾效應
編輯
語音
霍爾效應從本質上講是運動的帶電粒子在磁場中受洛侖茲力作用引起的偏轉。當帶電粒子(電子或空穴)被約束在固體材料中,這種偏轉就導致在垂直電流和磁場的方向上產生正負電荷的聚積,從而形成附加的橫向電場。對于圖2所示的半導體試樣,若在X方向通以電流Is,在Z方向加磁場B,則在Y方向即試樣A,A′電極兩側就開始聚積異號電荷而產生相應的附加電場。電場的指向取決定于測試樣品的電類型。顯然,該電場是阻止載流子繼續向側面偏移,
[1]
圖2
當載流子所受的橫向電場力eEH與洛侖茲力相等時,樣品兩側電荷的積累就達到平衡,故有⑴其中EH為霍爾電場,V是載流子在電流方向上的平均漂移速度。設試樣的寬為b,厚度為d,載流子濃度為n,則⑵由⑴、⑵兩式可得⑶即霍爾電壓VH(A、A′電極之間的電壓)與ISB乘積正比與試樣厚度d成反比。比例系數 稱為霍爾系數,它是反映材料霍爾效應強弱的重要參數,只要測出 VH(伏)以及知道IIs(安)、B(高斯)和d(厘 米)可按下式計算RH(厘米3/庫侖)
霍爾傳感器元件
編輯
語音
霍爾傳感器
根據霍爾效應,人們用半導體材料制成的元件叫霍爾元件。它具有對磁場敏感、結構簡單、體積小、頻率響應寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優點,因此,在測量、自動化、計算機和信息技術等領域得到廣泛的應用。
霍爾傳感器分類
編輯
語音
霍爾傳感器分為線型霍爾傳感器和開關型霍爾傳感器兩種。(一)開關型霍爾傳感器由穩壓器、霍爾元件、差分放大器,斯密特觸發器和輸出級組成,它輸出數字量。開關型霍爾傳感器還有一種特殊的形式,稱為鎖鍵型霍爾傳感器。(二)線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成,它輸出模擬量。線性霍爾傳感器又可分為開環式和閉環式。閉環式霍爾傳感器又稱零磁通霍爾傳感器。線性霍爾傳感器主要用于交直流電流和電壓測量。
霍爾傳感器開關型
如圖4所示,其中Bnp為工作點“開”的磁感應強度,BRP為釋放點“關”的磁感應強度。當外加的磁感應強度超過動作點Bnp時,傳感器輸出低電平,當磁感應強度降到動作點Bnp以下時,傳感器輸出電平不變,一直要降到釋放點BRP時,傳感器才由低電平躍變為高電平。Bnp與BRP之間的滯后使開關動作更為可靠。
霍爾傳感器鎖鍵型
如圖5所示,當磁感應強度超過動作點Bnp時,傳感器輸出由高電平躍變為低電平,而在外磁場撤消后,其輸出狀態保持不變(即鎖存狀態),必須施加反向磁感應強度達到BRP時,才能使電平產生變化。
霍爾傳感器線性型
輸出電壓與外加磁場強度呈線性關系,如圖3所示,可見,在B1~B2的磁感應強度范圍內有較好的線性度,磁感應強度超出此范圍時則呈現飽和狀態。
開環式電流傳感器由于通電螺線管內部存在磁場,其大小與導線中的電流成正比,故可以利用霍爾傳感器測量出磁場,從而確定導線中電流的大小。利用這一原理可以設計制成霍爾電流傳感器。其優點是不與被測電路發生電接觸,不影響被測電路,不消耗被測電源的功率,特別適合于大電流傳感?;魻栯娏鱾鞲衅鞴ぷ髟砣鐖D6所示,標準圓環鐵芯有一個缺口,將霍爾傳感器插入缺口中,圓環上繞有線圈,當電流通過線圈時產生磁場,則霍爾傳感器有信號輸出。閉環式電流傳感器磁平衡式電流傳感器也叫霍爾閉環電流傳感器,也稱補償式傳感器,即主回路被測電流Ip在聚磁環處所產生的磁場通過一個次級線圈,電流所產生的磁場進行補償, 從而使霍爾器件處于檢測零磁通的工作狀態。
磁平衡式電流傳感器的具體工作過程為:當主回路有一電流通過時,在導線上產生的磁場被聚磁環聚集并感應到霍爾器件上, 所產生的信號輸出用于驅動相應的功率管并使其導通,從而獲得一個補償電流Is。 這一電流再通過多匝繞組產生磁場 ,該磁場與被測電流產生的磁場正好相反,因而補償了原來的磁場, 使霍爾器件的輸出逐漸減小。當與Ip與匝數相乘 所產生的磁場相等時,Is不再增加,這時的霍爾器件起指示零磁通的作用 ,此時可以通過Is來平衡。被測電流的任何變化都會破壞這一平衡。 一旦磁場失去平衡,霍爾器件就有信號輸出。經功率放大后,立即就有相應的電流流過次級繞組以對失衡的磁場進行補償。從磁場失衡到再次平衡,所需的時間理論上不到1μs,這是一個動態平衡的過程。
霍爾傳感器優點
編輯
語音
xrdt霍爾傳感器
1、 霍爾傳感器可以測量任意波形的電流和電壓,如:直流、交流、脈沖波形等,甚至對瞬態峰值的測量。副邊電流忠實地反應原邊電流的波形。而普通互感器則是無法與其比擬的,它一般只適用于測量50Hz正弦波;2、 原邊電路與副邊電路之間有良好的電氣隔離,隔離電壓可達9600Vrms;3、精度高:在工作溫度區內精度優于1%,該精度適合于任何波形的測量;4、線性度好:優于0.1%;5、寬帶寬:高帶寬的電流傳感器上升時間可小于1μs;但是,電壓傳感器帶寬較窄,一般在15kHz以內,6400Vrms的高壓電壓傳感器上升時間約500uS,帶寬約700Hz。6、測量范圍:霍爾傳感器為系列產品,電流測量可達50KA,電壓測量可達6400V?;魻栯娏鱾鞲衅魇褂脮r,需遵循以下注意事項:1、為了得到較好的動態特性和靈敏度,必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合,要耦合得好,最好用單根導線且導線完全填滿霍爾傳感器模塊孔徑。2、使用中當大的直流電流流過傳感器原邊線圈,且次級電路沒有接通電源|穩壓器或副邊開路,則其磁路被磁化,而產生剩磁,影響測量精度(故使用時要先接通電源和測量端M),發生這種情況時,要先進行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源,而在原邊線圈中通一同樣等級大小的交流電流并逐漸減小其值。3、霍爾傳感器都具有較強的抗外磁場干擾能力,但是,為了獲得較高的測量準確度,當有較強的磁場干擾時,要采取適當的措施來解決。通常方法有:調整模塊方向,使外磁場對模塊的影響最??;在模塊上加罩一個抗磁場的金屬屏蔽罩。4、測量的最佳精度是在額定值下得到的,當被測電流遠低于額定值時,要獲得最佳精度,原邊可使用多匝,但是,需要注意導線的空間位置(參照第一條)。
霍爾傳感器用途
編輯
語音
霍爾器件具有許多優點,它們的結構牢固,體積小,重量輕,壽命長,安裝方便,功耗小,頻率高(可達1MHZ),耐震動,不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕?;魻柧€性器件的精度高、線性度好;霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高(可達μm級)。取用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬,可達-55℃~150℃。按被檢測的對象的性質可將它們的應用分為:直接應用和間接應用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性,后者是檢測受檢對象上人為設置的磁場,用這個磁場來作被檢測的信息的載體,通過它,將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉數、轉速以及工作狀態發生變化的時間等,轉變成電量來進行檢測和控制。
霍爾傳感器位移測量
兩塊永久磁鐵同極性相對放置,將線性型霍爾傳感器置于中間,其磁感應強度為零,這個點可作為位移的零點,當霍爾傳感器在Z軸上作△Z位移時,傳感器有一個電壓輸出,電壓大小與位移大小成正比。
霍爾傳感器力測量
如果把拉力、壓力等參數變成位移,便可測出拉力及壓力的大小,按這一原理可制成的力傳感器。
霍爾傳感器角速度測量
在非磁性材料的圓盤邊上粘一塊磁鋼,霍爾傳感器放在靠近圓盤邊緣處,圓盤旋轉一周,霍爾傳感器就輸出一個脈沖,從而可測出轉數(計數器),若接入頻率計,便可測出轉速。
霍爾傳感器線速度測量
如果把開關型霍爾傳感器按預定位置有規律地布置在軌道上,當裝在運動車輛上的永磁體經過它時,可以從測量電路上測得脈沖信號。根據脈沖信號的分布可以測出車輛的運動速度。
霍爾傳感器注意事項
編輯
語音
霍爾傳感器
(1)電流傳感器必須根據被測電流的額定有效值適當選用不同的規格的產品。被測電流長時間超額,會損壞末極功放管(指磁補償式),一般情況下,2倍的過載電流持續時間不得超過1分鐘。(2)電壓傳感器必須按產品說明在原邊串入一個限流電阻R1,以使原邊得到額定電流,在一般情況下,2倍的過壓持續時間不得超過1分鐘。(3)電流電壓傳感器的最佳精度是在原邊額定值條件下得到的,所以當被測電流高于電流傳感器的額定值時,應選用相應大的傳感器;當被測電壓高于電壓傳感器的額定值時,應重新調整限流電阻。當被測電流低于額定值1/2以下時,為了得到最佳精度,可以使用多繞圈數的辦法。(4)絕緣耐壓為3KV的傳感器可以長期正常工作在1KV及以下交流系統和1.5KV及以下直流系統中,6KV的傳感器可以長期正常工作在2KV及以下交流系統和2.5KV及以下直流系統中,注意不要超壓使用。(5)在要求得到良好動態特性的裝置上使用時,最好用單根銅鋁母排并與孔徑吻合,以大代小或多繞圈數,均會影響動態特性。
霍爾傳感器
(6)在大電流直流系統中使用時,因某種原因造成工作電源開路或故障,則鐵心產生較大剩磁,是值得注意的。剩磁影響精度。退磁的方法是不加工作電源,在原邊通一交流并逐漸減小其值。(7)傳感器抗外磁場能力為:距離傳感器5~10cm一個超過傳感器原邊電流值2倍的電流,所產生的磁場干擾可以抵抗。三相大電流布線時,相間距離應大于5~10cm。(8)為了使傳感器工作在最佳測量狀態,應使用圖1-10介紹的簡易典型穩壓電源。(9)傳感器的磁飽和點和電路飽和點,使其有很強的過載能力,但過載能力是有時間限制的,試驗過載能力時,2倍以上的過載電流不得超過1分鐘。
變頻功率傳感器(4張)
(10)原邊電流母線溫度不得超過85℃,這是ABS工程塑料的特性決定的,用戶有特殊要求,可選高溫塑料做外殼?;魻栯妷簜鞲衅骱突魻栯娏鱾鞲衅髦饕m用于工業控制領域的電壓和電流測量。由于傳感器一般不提供角差指標,對于需要準確測量交流電功率的場合,應對其角差指標進行驗證,這一點需特別注意。工頻電量測量可用互感器替代,變頻電量測量可用電壓、電流組合式的變頻功率傳感器替代。
霍爾傳感器應用
編輯
語音
霍爾傳感器技術應用于汽車工業霍爾傳感器技術在汽車工業中有著廣泛的應用,包括動力、車身控制、牽引力控制以及防抱死制動系統。為了滿足不同系統的需要,霍爾傳感器有開關式、模擬式和數字式傳感器三種形式?;魻杺鞲衅骺梢圆捎媒饘俸桶雽w等制成,效應質量的改變取決于導體的材料,材料會直接影響流過傳感器的正離子和電子。制造霍爾元件時,汽車工業通常使用三種半導體材料,即砷化鎵、銻化銦以及砷化銦。最常用的半導體材料當屬砷化銦?;魻杺鞲衅鞯男问經Q定了放大電路的不同,其輸出要適應所控制的裝置。這個輸出可能是模擬式,如加速位置傳感器或節氣門位置傳感器,也可能是數字式。如曲軸或凸輪軸位置傳感器。當霍爾元件用于模擬式傳感器時,這個傳感器可以用于空調系統中的溫度表或動力控制系統中的節氣門位置傳感器?;魻栐c微分放大器連接,放大器與NPN晶體管連接。磁鐵固定在旋轉軸上,軸在旋轉時,霍爾元件上的磁場加強。其產生的霍爾電壓與磁場強度成比例。當霍爾元件用于數字信號時,例如曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器或車速傳感器,必須首先改變電路?;魻栐c微分放大器連接,微分放大器與施密特觸發器連接。在這種配置中。傳感器輸出一個開或關的信號。在多數汽車電路中,霍爾傳感器是電流吸收器或者使信號電路接地。要完成這項工作,需要一個NPN晶體管與施密特觸發器的輸出連接。磁場穿過霍爾元件,一個觸發器輪上的葉片在磁場和霍爾元件之間通過?;魻杺鞲衅鲬糜诔鲎廛囉媰r器霍爾傳感器在出租車計價器上的應用:通過安裝在車輪上的霍爾傳感器A44E檢測到的信號,送到單片機,經處理計算,送給顯示單元,這樣便完成了里程計算。檢測原理,P3.2口作為信號的輸入端,內部采用外部中斷0,車輪每轉一圈(設車輪的周長是1 m),霍爾開關就檢測并輸出信號,引起單片機的中斷,對脈沖計數,當計數達到1 000次時,也就是1 km,單片機就控制將金額自動增加。每當霍爾傳感器輸出一個低電平信號就使單片機中斷一次,當里程計數器對里程脈沖計滿1 000次時,就有程序將當前總額累加,使微機進入里程計數中斷服務程序中。在該程序中,需要完成當前行駛里程數和總額的累加操作,并將結果存入里程和總額寄存器中?;魻栯娏鱾鞲衅髟谧冾l器中的應用在有電流流過的導線周圍會感生出磁場,再用霍爾器件檢測由電流感生的磁場,即可測出產生這個磁場的電流的量值。由此就可以構成霍爾電流、電壓傳感器。因為霍爾器件的輸出電壓與加在它上面的磁感應強度以及流過其中的工作電流的乘積成比例,是一個具有乘法器功能的器件,并且可與各種邏輯電路直接接口,還可以直接驅動各種性質的負載。因為霍爾器件的應用原理簡單,信號處理方便,器件本身又具有一系列的獨特優點,所以在變頻器中也發揮了非常重要的作用。在變頻器中,霍爾電流傳感器的主要作用是保護昂貴的大功率晶體管。由于霍爾電流傳感器的響應時間短于1μs,因此,出現過載短路時,在晶體管未達到極限溫度之前即可切斷電源,使晶體管得到可靠的保護?;魻栯娏鱾鞲衅靼雌涔ぷ髂J娇煞譃橹苯訙y量式和零磁通式,在變頻器中由于需要精準的控制及計算,因此選用了零磁通方式。將霍爾器件的輸出電壓進行放大,再經電流放大后,讓這個電流通過補償線圈,并令補償線圈產生的磁場和被測電流產生的磁場方向相反,若滿足條件IoN1=IsN2,則磁芯中的磁通為0,這時下式成立:Io=Is(N2/N1)式中,Io為被測電流,即磁芯中初級繞組中的電流,N1為初級繞組的匝數,Is為補償繞組中的電流,N2為補償繞組的匝數。由上式可知,達到磁平衡時,即可由Is及匝數比N2/N1得到Io?;魻栯娏鱾鞲衅鞯奶攸c是可以實現電流的“無電位”檢測。即測量電路不必接入被測電路即可實現電流檢測,它們靠磁場進行耦合。因此,檢測電路的輸入、輸出電路是完全電隔離的。檢測過程中,檢測電路與被檢電路互不影響。
詞條圖冊
更多圖冊
解讀詞條背后的知識
查看全部
羅羅日記
我是羅羅,專注寫成長和科普干貨,歡迎關注
霍爾傳感器的原理是什么?有哪些應用?有什么優缺點?
成都的冬天是不是來了,昨天竟開始變得有點小冷了。估計米亞羅的紅葉又開始“泛濫”了。但是我哪里也不去,呆在家里寫日記。本來我是想接著上一篇,再寫一下直流電機,還有伺服電機的。但是,我在看直流電機文檔時,發現需要先理解霍爾傳感器。所以今天還是先說下霍爾傳感器的原理。這篇日記不長...
2020-11-242
Grace的修行日志
歡迎電氣行業的朋友一起交流學習~
關于電流檢測的霍爾傳感器選型和應用
安科瑞 高佳樂摘 要:電流檢測在各個領域的應用越來越廣泛,傳統的霍爾傳感器的靈敏度比較低,受外界影響較大,由此應用新型霍爾傳感器來彌補其功能缺陷,介紹了萊姆HO系列霍爾傳感器的多項功能,以HO-15-NP霍爾傳感器為例,著重介紹了霍爾傳感器在電流檢測及其線性度方面的介紹。關...
2020-09-070
Acrelwangyang
Acrel Sales Engineer
淺談基于霍爾傳感器的電流監測及過流保護設計-安科瑞 王陽
摘要:根據機載電子設備健康監測和視情維修的要求,發射裝置內場測試儀需增加對被測產品進行電流監測的功能;同時,為避免測試期間因過流而導致的產品或測試設備損壞,亟需實現對被測產品的動態過流保護?;诖诵枨?,設計了一種基于霍爾傳感器的實現方案。硬件方面,電路由器件、電流監測電路和...
2021-04-270
計量互感器
河北冠赫實業有限公司
霍爾傳感器的優勢及主要用途
霍爾傳感器是世界排名第三的感應器商品,它被廣泛運用到工業生產、汽車行業、電腦上、手機上及其新起消費電子產品行業?;魻栃谴烹娦в玫囊环N,這一狀況是霍爾于1879年在科學研究金屬材料的導電性組織時發覺的。接下來小編帶大家看看霍爾傳感器的優勢及主要用途:很多人都了解,小汽車的...
2020-12-080
響拇指電子
深圳響拇指電子科技有限公司
霍爾傳感器在智能坐便器上的應用
智能坐便器起源于美國,用于醫療和老年保健,最初設置有溫水洗凈功能。后經韓國,日本的衛浴公司逐漸引進技術開始制造,加入了座便蓋加熱、溫水洗凈、暖風干燥、殺菌等多種功能。目前市場上的智能坐便器大體上分為兩種,一種為帶清洗、加熱、殺菌等的智能坐便器,另一種為可自動更換薄膜的智能坐...
2020-04-290
參考資料
1.

霍爾效應
.北京航空航天大學.2013-03[引用日期2013-07-18]
霍爾傳感器測位移:霍爾傳感器  第2張

霍爾傳感器測位移:霍爾傳感器在位移測量中的應用解析

在我們的周圍,每一天都會發生各種各樣的事情,各種設備存在我們的身邊,我們今天要與各位朋友們分享的就是
霍爾傳感器,首先,我們就先從霍爾傳感器在位移測量中的應用談起吧。
1、位移測量儀表
傳感器專家網指出測量剛體平移或轉動時的線位移或角位移的機械量測量儀表,用于測量機械位移、機械零部件的幾何參數(尺寸、表面形狀等)以及在加工過程中連續測量鋼板、紙和橡膠等的幾何尺寸。位移測量儀表由位移傳感器、測量電路和指示器等部分組成。位移傳感器按輸出信號的類型可分為模擬式位移傳感器和數字式位移傳感器兩類。
2、霍爾傳感器在位移測量中的應用
兩塊永久磁鐵同極性相對放置,將線性型霍爾傳感器置于中間,其磁感應強度為零,這個點可作為位移的零點,當霍爾傳感器在Z軸上作△Z位移時,傳感器有一個電壓輸出,電壓大小與位移大小成正比。
3、霍爾效應
傳感器專家網認為,霍爾效應是研究半導體材料性能的基本方法。通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數,能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數。流體中的霍爾效應是研究“磁流體發電”的理論基礎。由霍爾效應的原理知,霍爾電勢的大小取決于:Rh為霍爾常數,它與半導體材質有關;IC為霍爾元件的偏置電流;B為磁場強度;d為半導體材料的厚度。對于一個給定的霍爾器件,Vh將完全取決于被測的磁場強度B。
霍爾傳感器在位移測量中的應用就為大家介紹到這里了,你們還有什么疑問呢?相信上面的這些足以幫助各位朋友們應付我們生活中出現的各種問題。

霍爾傳感器測位移:霍爾傳感器測位移課程設計.doc

傳感器課程設計說明書

線性霍爾元件
學院名稱:
專業班級:
學生姓名:
教師姓名:
教師職稱:
2015 年 1 月

線性霍爾元件霍爾元件霍爾元件電勢

目錄
第一章 引言 2
第二章 霍爾傳感器工作原理 2
2.1霍爾效應 2
2.2霍爾元件的主要特性 4
2.3霍爾傳感器的應用 4
第三章 測量系統組成 7
3.1霍爾元件的誤差及補償 7
3.1.1霍爾元件的零位誤差與補償 7
3.1.2霍爾元件的溫度誤差及補償 7
3.2 直流激勵的霍爾傳感器電路 8
3.3交流激勵的霍爾傳感器電路 8
3.3.1傳感器補償放大電路 8
3.3.2移相電路 9
3.3.2相敏檢波電路 10
3.3.4低通濾波電路 10
第四章 電路測試與結果 11
4.1進行各部分電路線路元件的連接組裝 11
4.2移相電路的測試 12
4.3相敏檢波電路的測試 13
4.4低通濾波電路測試 15
第五章 傳感器測試與數據處理 16
5.1傳感器的回程差 16
5.2傳感器的靈敏度 17
5.3傳感器的線性度 18
第五章 心得體會 19
致謝 20
參考文獻 21
附錄 22
6.1直流激勵數據 22
6.2交流激勵數據 23

第一章 引言
位移是與物體的位置在運動過程中的移動有關的量,目前測量位移的方法相當多,小位移通常使用應變式、電感式、差動變壓器式、渦流式、霍爾等位移傳感器器來測量,大的位移常用感應同步器、光柵、容柵、磁柵等位移傳感器來測量。位移式傳感器主要應用在自動化裝備生產線對模擬量的智能控制。
線性霍爾元件
霍爾傳感器是基于霍效應而將被測量轉化成電動勢輸出的一種傳感器?;魻栐寻l展成一個品種多樣的磁傳感器產品簇,并且得到廣泛的應用?;魻柶骷且环N磁傳感器,用它可以檢測磁場及其變化,可以在各種與磁有關的場合中使用?;魻柶骷曰魻栃獮槠涔ぷ髟?。被測物體分別與恒定電流I和恒定磁場B垂直。當被測物體相對于原來位置有微小位移變化時,會產生變化的磁通量,會在導體垂直于磁場和電流的兩個端面之間產生電勢差,即UH(霍爾電壓)。
本課程設計將做出一個既能測量物體位移大小又能辨別位移方向的線性霍爾元件霍爾工作原理
效應
Hall effect運動的帶電粒子在磁場中受洛侖茲力作用而引起偏轉就是霍爾效應的實質。

圖2-1 霍爾效應示意圖l、寬為b、厚度為d。如果在M、N兩端按圖所示加一恒定電流I(沿X軸方向通過霍耳元件)。并假定電流I是沿X軸負方向以速度運動的電子構成,電子的電量為-e,自由電子的濃度為n.
則根據電流強度的定義,電流I可表示為:I=-envbd (1)
若在Z軸方向加上恒定磁場B,沿負X軸方向運動的電子就受到洛倫茲力
fB=evB (2)
fB的方向指向負Y軸,于是,霍爾元件內部的電子聚積在下方平面。
隨著電子向下偏移,上方平面剩余正電荷,形成Y軸負向的霍爾電壓,上下兩個平面間具有電勢差VH。靜電作用力fH與洛侖茲力fB大小相等時,有。
再利用式(1)得到
式中RH=1/en,稱為半導體材料的霍爾系數,KH=1/end叫做它的靈敏度。當工作電流和磁感應強度一定時 KH的數值越大,霍爾電壓越高。
如果已知霍爾片的靈敏度KH ,只需測出工作電流I和霍爾電壓就可求得B。I的單位一般取為mV,工作電流的單位取為mA,磁感應強度單位為T(特斯拉), KH的單位即為mV/(mA·T)。

2.2霍爾元件的主要特性
1)霍爾元件的主要特性參數
靈敏度KH:表示元件在單位的磁感應強度和單位控制電流所得到的開路霍爾電動勢
霍爾輸入電阻:霍爾控制及間的電阻值
霍爾最大允許激勵電流:以霍爾元件允許的最大溫度為限所對應的激勵電流
不等位電勢:當霍爾元件的控制電流為額定值時,若元件所處位置的磁感應強度為零,測得的空載霍爾電勢。
寄生直流電勢 (霍爾元件零位誤差的一部分):
當沒有外加磁場,霍爾元件用交流控制電流時,霍爾電極的輸出有一個直流電勢
控制電極和霍爾電極與基片的連接是非完全歐姆接觸時,會產生整流效應。
兩個霍爾電極焊點的不一致,引起兩電極溫度不同產生溫差電勢
霍爾電勢溫度系數:在一定磁感應強度和控制電流下,溫度每變化1度時,霍爾電勢變化的百分率。
2.3霍爾傳感器的應用
按被檢測對象的性質可將它們的應用分為:直接應用和間接應用。前者是直接檢測受檢對象本身的磁場或磁特性,后者是檢測受檢對象上人為霍爾傳感器測位移:霍爾傳感器  第3張

霍爾傳感器測位移:霍爾傳感器測量位移的方法及裝置與流程

導航: X技術> 最新專利>測量裝置的制造及其應用技術>霍爾傳感器測量位移的方法及裝置與流程

技術編號:

提示:您尚未登錄,請點 登 陸 后下載,如果您還沒有賬戶請點 注 冊 ,登陸完成后,請刷新本頁查看技術詳細信息。

本發明涉及霍爾式位置測量技術領域,尤其涉及一種霍爾傳感器測量位移的方法及裝置。背景技術當存在垂直于電流的磁場時則發生霍爾效應,霍爾效應是根據美國物理學家EdwinHerbertHall(1855-1938)的名字命名的。在這種情況下,磁場在既垂直于磁場方向又垂直于電流方向的方向上產生被稱為霍爾電壓的電勢差。通過測量霍爾電壓,可以確定磁場分量的大小?,F有技術中,可以利用霍爾傳感器測量磁場角度,進而測量被測對象位移。因為所述霍爾傳感器與所述被測對象之間有間隙,所以這是一種非接觸的位移測量方式,所述間...
該技術已申請專利,請尊重研發人員的辛勤研發付出,在未取得專利權人授權前,僅供技術研究參考不得用于商業用途。
詳細技術文檔下載地址↓↓
提示:您尚未登錄,請點 登 陸 后下載,如果您還沒有賬戶請點 注 冊 ,登陸完成后,請刷新本頁查看技術詳細信息。

您可能感興趣的文章

本文地址:http://www.marisaherron.com/42157.html
文章標簽: ,   ,  
版權聲明:本文為原創文章,版權歸 ceomba 所有,歡迎分享本文,轉載請保留出處!

文件下載

老薛主機終身7折優惠碼boke112

上一篇:
下一篇:

評論已關閉!