[物理]磁敏传感器ppt
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裂缝
被测棒材
无漏磁
有漏磁
§4 磁敏电阻
§4-1 磁阻效应
I
B=0
fE
I
B
fE
fL
0 k B
2
2
§4-2 半导体形状磁阻效应（1）
P型
fL fE
B=0
fL + +++++ ++ +
+
fE
B
fL fE
B=0
l
b
fL fE
§4-2 半导体形状磁阻效应（2）
3. 温度误差补偿
3.1 电桥式补偿（2）
Rm1
Rm 2
E
E 4
U sc
Rm 4
U SC
Rm 3
Rm1 Rm 2 Rm 3 Rm 4 R R R R m2 m3 m4 m1
3. 温度误差补偿
3.2 互补式补偿
B
E
I
Rm1
B
I
Rm 2
U sc
I
l
b
B 0, U0
0
不等位电势
§1 霍尔器件
§1-5 误差分析与补偿
（3）寄生直流电势
I
M
S
MS结
整流
直流电势
§1 霍尔器件
§1-5 误差分析与补偿
（4）感应电势
B
UH UH
=d dt
§3-2 基本特性 1. 磁电特性 Ic U ~ B IC ~ B
E
hu U (U 0 B ) hi I c ( I c 0 B )
U
Ec
B
RL
§3-2 基本特性 2. 伏安特性 Ic E I c c
U ce
B
B=0
E
B
B
U ce
§3-2 基本特性
3. 温度误差补偿
Ch7 磁敏传感器
磁场 磁电 效应
霍尔效应 磁阻效应
电量
霍尔器件 磁敏电阻 磁敏二、三极管
洛仑兹力
§1 霍尔器件
§1-1 半导体的霍尔效应
N型
B
S2
fL
b
d
UH
fE
+++ + + + +
v
S1
I
l U H IB
ned
§1 霍尔器件
§1-2 结构
点接触
电流引线
面接触
电压引线
H
§1 霍尔器件
磁场测量 电流、电压测量 功率计、乘法器
U H K H IB U H I
U H IB
§1-6
霍尔器件的应用
1. 位移测量
x0
N B S
B
B
S N
O
x
x
U H Kx
§1-6 霍尔器件的应用 2. 霍尔集成电路（线性型）
UCC
+
A
输出级
U SC
§1-6 霍尔器件的应用 2. 霍尔集成电路（开关型）
0 k B [1 f (l b)]
2 2
RB R0
l
b
B
§2-1 基本特性 1. 磁电特性
I
E
R
I ~ B
U ~ B
U
B
hu U (U 0 B )
hi I ( I 0 B )
§2-1 基本特性 2. 伏安特性
I
E
Rm 2
I
U
B
B=0
B
0
U
3. 温度误差补偿
3.1 电桥式补偿（1）
E
Rm1
U sc
Rm 2
B
B
N
P
R
R
B
E Rm1 Rm2 U SC 4 Rm1 Rm 2
§1 霍尔器件
§1-5 误差分析与补偿
（5）温度误差与补偿
RH RH 0 (1 t )
IH
UH
K H K H 0 (1 t )
Ir
I
恒流
r r0 (1 t )
补偿条件
r0
r
RH 0 RH 0
§1 霍尔器件
§1-6 应用
UH B
§1-3 测量电路
B
R
UH
信号处 理电路
E
§1 霍尔器件
§1-4 电磁特性
U H K H IB
UH
B恒定
B1 B2
UH
I恒定
InSb
InAs
Ge
I
0.5T
B
§1 霍尔器件
§1-5 误差分析与补偿
（1）元件几何尺寸 与电焊点 （2）不等位电势 （3）寄生直流电势 （4）感应电势 （5）温度
c
N N
I
P
b
e
b
c
e
§3 磁敏三极管
§3-1 结构原理（2）
N N _
c+
e
B
B
I
P
B c B
+
B=0
b
+
I ce
Ice
I ce
+
_ e
b
§3 磁敏三极管
§3-2 基本特性
（1）磁电特性 （2）伏安特性 基本特性 （3）温度特性 （4）频率特性
RL
UCC
+
A
施密特 电路
输出级
U SC
B0 B0
§2 磁敏二极管
§2-1 结构原理（1）
P
+
I
区
N
_
+
_
§2 磁敏二极管
§2-1 结构原理（2）
B B
N
+ +
+
P
I
B=0
N
_
_ _
P
r
B
B
, Rm ,I R ,I m
Rm I
ห้องสมุดไป่ตู้
§2 磁敏二极管
§2-1 基本特性
（1）磁电特性 （2）伏安特性 基本特性 （3）温度特性 （4）频率特性
U H
§1 霍尔器件
§1-5 误差分析与补偿
（1）元件几何尺寸与电焊点 U H K H IB l b 1
+
l
+ b l
+
电极短路
f (l b )
H
U H K H IBf (l b)
H
1
l l 0.1
2
lb
§1 霍尔器件
§1-5 误差分析与补偿
（2）不等位电势
补偿方法
2 2 1 1
Um U sc U m
0
E
U m U0 U m
U sc
§2-2 基本特性 4. 频率特性
B
Rm 2
U U
B恒定
E
t
fM
fB
Ge磁敏二极管 : f M 10kHz
§2 磁敏二极管
§2-3 应用（磁场测量）
E
换档 放大 显示
探头结构
§3 磁敏三极管
§3-1 结构原理（1）
Ec
B
T1
T2
B
Rb
RL
U sc
I c1 I c 2
RL
Rb
§3-2 基本特性 4. 频率特性 B Ic B恒定
RL
E
B
U U
fM
Ec
t
fB
Ge磁敏三极管 : f M 500kHz
§3-3 磁敏三极管的应用
激励 测量电路 线圈
B
漏磁探伤
测量电路
B
磁敏管 探头
铁芯
被测棒材
无漏磁
有漏磁
§4 磁敏电阻
§4-1 磁阻效应
I
B=0
fE
I
B
fE
fL
0 k B
2
2
§4-2 半导体形状磁阻效应（1）
P型
fL fE
B=0
fL + +++++ ++ +
+
fE
B
fL fE
B=0
l
b
fL fE
§4-2 半导体形状磁阻效应（2）
3. 温度误差补偿
3.1 电桥式补偿（2）
Rm1
Rm 2
E
E 4
U sc
Rm 4
U SC
Rm 3
Rm1 Rm 2 Rm 3 Rm 4 R R R R m2 m3 m4 m1
3. 温度误差补偿
3.2 互补式补偿
B
E
I
Rm1
B
I
Rm 2
U sc
I
l
b
B 0, U0
0
不等位电势
§1 霍尔器件
§1-5 误差分析与补偿
（3）寄生直流电势
I
M
S
MS结
整流
直流电势
§1 霍尔器件
§1-5 误差分析与补偿
（4）感应电势
B
UH UH
=d dt
§3-2 基本特性 1. 磁电特性 Ic U ~ B IC ~ B
E
hu U (U 0 B ) hi I c ( I c 0 B )
U
Ec
B
RL
§3-2 基本特性 2. 伏安特性 Ic E I c c
U ce
B
B=0
E
B
B
U ce
§3-2 基本特性
3. 温度误差补偿
Ch7 磁敏传感器
磁场 磁电 效应
霍尔效应 磁阻效应
电量
霍尔器件 磁敏电阻 磁敏二、三极管
洛仑兹力
§1 霍尔器件
§1-1 半导体的霍尔效应
N型
B
S2
fL
b
d
UH
fE
+++ + + + +
v
S1
I
l U H IB
ned
§1 霍尔器件
§1-2 结构
点接触
电流引线
面接触
电压引线
H
§1 霍尔器件
磁场测量 电流、电压测量 功率计、乘法器
U H K H IB U H I
U H IB
§1-6
霍尔器件的应用
1. 位移测量
x0
N B S
B
B
S N
O
x
x
U H Kx
§1-6 霍尔器件的应用 2. 霍尔集成电路（线性型）
UCC
+
A
输出级
U SC
§1-6 霍尔器件的应用 2. 霍尔集成电路（开关型）
0 k B [1 f (l b)]
2 2
RB R0
l
b
B
§2-1 基本特性 1. 磁电特性
I
E
R
I ~ B
U ~ B
U
B
hu U (U 0 B )
hi I ( I 0 B )
§2-1 基本特性 2. 伏安特性
I
E
Rm 2
I
U
B
B=0
B
0
U
3. 温度误差补偿
3.1 电桥式补偿（1）
E
Rm1
U sc
Rm 2
B
B
N
P
R
R
B
E Rm1 Rm2 U SC 4 Rm1 Rm 2
§1 霍尔器件
§1-5 误差分析与补偿
（5）温度误差与补偿
RH RH 0 (1 t )
IH
UH
K H K H 0 (1 t )
Ir
I
恒流
r r0 (1 t )
补偿条件
r0
r
RH 0 RH 0
§1 霍尔器件
§1-6 应用
UH B
§1-3 测量电路
B
R
UH
信号处 理电路
E
§1 霍尔器件
§1-4 电磁特性
U H K H IB
UH
B恒定
B1 B2
UH
I恒定
InSb
InAs
Ge
I
0.5T
B
§1 霍尔器件
§1-5 误差分析与补偿
（1）元件几何尺寸 与电焊点 （2）不等位电势 （3）寄生直流电势 （4）感应电势 （5）温度
c
N N
I
P
b
e
b
c
e
§3 磁敏三极管
§3-1 结构原理（2）
N N _
c+
e
B
B
I
P
B c B
+
B=0
b
+
I ce
Ice
I ce
+
_ e
b
§3 磁敏三极管
§3-2 基本特性
（1）磁电特性 （2）伏安特性 基本特性 （3）温度特性 （4）频率特性
RL
UCC
+
A
施密特 电路
输出级
U SC
B0 B0
§2 磁敏二极管
§2-1 结构原理（1）
P
+
I
区
N
_
+
_
§2 磁敏二极管
§2-1 结构原理（2）
B B
N
+ +
+
P
I
B=0
N
_
_ _
P
r
B
B
, Rm ,I R ,I m
Rm I
ห้องสมุดไป่ตู้
§2 磁敏二极管
§2-1 基本特性
（1）磁电特性 （2）伏安特性 基本特性 （3）温度特性 （4）频率特性
U H
§1 霍尔器件
§1-5 误差分析与补偿
（1）元件几何尺寸与电焊点 U H K H IB l b 1
+
l
+ b l
+
电极短路
f (l b )
H
U H K H IBf (l b)
H
1
l l 0.1
2
lb
§1 霍尔器件
§1-5 误差分析与补偿
（2）不等位电势
补偿方法
2 2 1 1
Um U sc U m
0
E
U m U0 U m
U sc
§2-2 基本特性 4. 频率特性
B
Rm 2
U U
B恒定
E
t
fM
fB
Ge磁敏二极管 : f M 10kHz
§2 磁敏二极管
§2-3 应用（磁场测量）
E
换档 放大 显示
探头结构
§3 磁敏三极管
§3-1 结构原理（1）
Ec
B
T1
T2
B
Rb
RL
U sc
I c1 I c 2
RL
Rb
§3-2 基本特性 4. 频率特性 B Ic B恒定
RL
E
B
U U
fM
Ec
t
fB
Ge磁敏三极管 : f M 500kHz
§3-3 磁敏三极管的应用
激励 测量电路 线圈
B
漏磁探伤
测量电路
B
磁敏管 探头
铁芯