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霍爾傳感器工作原理以及分類

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    2023年07月03日
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霍爾傳感器
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北京中瑞祥科技有限公司
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資料簡介

霍爾傳感器工作原理以及分類

原理

由霍爾效應(yīng)的原理知,霍爾電勢的大小取決于:Rh為霍爾常數(shù),它與半導體材質(zhì)有關(guān);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取決于被測的磁場強度B。

 

霍爾效應(yīng)

霍爾效應(yīng)

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(gòu)成外回路,就會產(chǎn)生霍爾電流。一般地說,偏置電流的設(shè)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(shù)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(xiàn)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(yīng)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(chǎn)生電勢差為UH的霍爾電壓。

 

 

工作原理

磁場中有一個霍爾半導體片,恒定電流IAB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(cè)偏移,使該片在CD方向上產(chǎn)生電位差,這就是所謂的霍爾電壓。

 

霍爾電壓隨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(jīng)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(yīng)強度。下圖1所示的方法是用一個轉(zhuǎn)動的葉輪作為控制磁通量的開關(guān),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(qū)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于點火正時傳感器

 

 

分類

霍爾傳感器分為線型霍爾傳感器和開關(guān)型霍爾傳感器兩種。

 

()開關(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器,斯密特觸發(fā)器和輸出級組成,它輸出數(shù)字量。開關(guān)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。

 

()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(huán)式和閉環(huán)式。閉環(huán)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。


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