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411霍尔式传感器

411霍尔式传感器

上午6时13分
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铁磁材料裂纹检测
N
S
上午6时13分
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案例3.用在直流无刷电机中
霍尔式无刷电动机取消了换向器和电刷, 而采用霍尔元件来检测转子和定子之间的 相对位置,其输出信号经放大、整形后触 发电子线路,从而控制电枢电流的换向, 维持电动机的正常运转。由于无刷电动机 不产生电火花及电刷磨损等问题,所以它 在录像机、CD唱机、光驱等家用电器中 得到越来越广泛的应用。
概述 HT20系列手持式数字高斯计/特 斯拉计可用于测量直流磁场、 交流磁场、辐射磁场等各类磁场 的磁感应强度。该仪器可以随身 携带,量程范围宽,操作方便, 液晶显示清晰。电源为一节9V 干电池,可连续使用20小时。 应用范围 永磁材料表面磁场、直流电机、 扬声器、磁选机、永磁除铁器的 工作磁场。
上午6时13分
➢随着半导体技术的发展,磁敏传感器正向薄膜化,微型化和集成化方
向发展。
上午6时13分
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4.11.1.霍尔元件
金属或半导体薄片置于磁场中,当有电流流过时,在垂直于电流和磁 场的方向上将产生电动势,这种物理现象称为霍尔效应。这是由科学 家爱德文·霍尔在1879年发现的。产生的电势差称为霍尔电压。利用 霍尔效应制成的元件称为霍尔传感器。
上午6时13分
卡形电流计的结构
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霍尔电流传感器演示 铁心
线性霍尔IC
UH=KH IB
上午6时13分
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案例7.霍尔位移传感器
从 a端通入电流I,根据霍尔 效应,左半部产生霍尔电势 VH1,,右半部产生霍尔电 势VH2,其方向相反。因此, c、d两端电势为VH1—VH2。 如果霍尔元件在初始位置时 VH1=VH2,则输出为零;当 改变磁极系统与霍尔元件的 相对位置时,即可得到输出 电压,其大小正比于位移量。 其动态范围可达 5 mm, 分辨 率为 0.001mm。

《霍尔式传感器》课件

《霍尔式传感器》课件
详细描述
霍尔式传感器能够将磁场变化转化为电信号,从而检测汽车发动机的转速和车速。在汽车气瓶压力检 测中,霍尔式传感器可以实时监测气瓶压力,确保行车安全。
在环境监测中的应用
总结词
霍尔式传感器在环境监测领域的应用主要包括空气质量检测、水质监测和气象监测等方面。
详细描述
在空气质量检测中,霍尔式传感器可以检测空气中的有害气体和颗粒物,为环境保护提供数据支持。在水质监测 中,它可以检测水中的溶解氧、PH值等参数,确保水质安全。在气象监测中,霍尔式传感器可以用于风速、风 向等参数的测量。
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4. 对于长期不使用的传感器,应定期通电检查,防止性能下降。
常见故障与排除方法
要点一
1. 输出信号异常
可能是由于电源故障、连接不良或传感器损坏等原因。
要点二
2. 测量误差大
可能是由于传感器老化、环境条件变化或电路故障等引起 。
常见故障与排除方法
3. 无输出信号
可能是由于电源未接通、连接线断路或传感器损坏等造 成。
详细描述
差分测量电路通过使用两个完全相同的霍尔元件,并将它们的输出电压差分放大来提高 测量精度和抗干扰能力。这种电路可以消除温度、电源电压和机械应力等外部因素对测
量结果的影响。
04 霍尔式传感器的应用实例
在汽车工业中的应用
总结词
霍尔式传感器在汽车工业中发挥着重要作用,主要用于检测车速、发动机转速、气瓶压力等参数。
在自动化生产线中的应用
总结词
霍尔式传感器在自动化生产线中的应用 主要包括物料传送、定位控制和机械臂 控制等方面。
VS
详细描述
在物料传送中,霍尔式传感器可以检测传 送带上物品的位置和速度,确保物品准确 无误地传送到指定位置。在定位控制中, 它可以用于控制机械臂的移动位置和速度 ,提高生产效率。在机械臂控制中,霍尔 式传感器可以检测机械臂的位置和姿态, 实现精确控制。

霍尔式传感器介绍课件

霍尔式传感器介绍课件

霍尔式传感器可以检测汽车电子设备的工作状态,如发动机转速、车速等。
工业控制
霍尔式传感器在工业控制中的应用广泛,如电机控制、机器人控制等。
01
霍尔式传感器可以检测电机的转速、位置和扭矩等信息,实现精确控制。
02
霍尔式传感器在机器人控制中,可以检测机器人的关节角度和位置,实现机器人的精确运动控制。
03
虚拟现实:霍尔传感器用于头部追踪、手势识别等
01
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霍尔式传感器发展趋势
技术进步
霍尔元件的制造工艺不断改进,提高了传感器的灵敏度和稳定性。
随着新材料和新工艺的应用,霍尔式传感器的测量范围和精度得到了进一步提高。
集成电路技术的发展,使得霍尔式传感器的体积越来越小,功耗越来越低。
智能化技术的发展,使得霍尔式传感器能够实现自诊断、自校准等功能,提高了系统的可靠性和稳定性。
演讲人
单击此处输入你的正文,文字是您思想的提炼,为了最终演示发布的良好效果,请尽量言简意赅的阐述观点
霍尔式传感器介绍课件
01.
霍尔式传感器原理
02.
03.
目录
霍尔式传感器应用
霍尔式传感器发展趋势
霍尔式传感器原理
霍尔效应
霍尔效应是指当电流通过导体时,在导体两侧会产生一个与电流方向垂直的磁场。
这个磁场的大小与电流的大小和导体的厚度有关。
应用领域拓展
汽车电子:霍尔式传感器在汽车电子领域中的应用越来越广泛,如汽车电子稳定系统(ESP)、电子助力转向系统(EPS)等。
智能家居:霍尔式传感器在智能家居中的应用也越来越多,如智能门锁、智能照明系统等。
医疗设备:霍尔式传感器在医疗设备中的应用也越来越广泛,如医疗监护设备、医疗诊断设备等。

最新第五章第2节霍尔传感器介绍课件ppt

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另外,霍尔电极和激励电极的引线布置不合理,也会产生 零位误差,也需予以注意。
(二)霍尔元件的温度误差及其补偿
一般半导体材料的电阻率、迁移率和载流子浓度等都随 温度而变化。霍尔元件由半导体材料制成,因此它的性能参 数如输入和输出电阻、霍尔常数等也随温度而变化,致使霍 尔电势变化,产生温度误差。
为了减小温度误差,除选用温度系数较小的材料如砷化 铟外,还可以采用适当的补偿电路。
RP (a)
RP (b)
RP
RP
R
(c)
(d)
2. 寄生直流电动势
当霍尔元件通以交流控制电流而不加外磁场时,霍尔输 出除了交流不等位电动势外,还有直流电动势分量,称为寄 生直流电动势。
该电动势是由于元件的两对电极不是完全欧姆接触而形 成整流效应,以及两个霍尔电极的焊点大小不等、热容量不 同引起温差所产生的。它随时间而变化,导致输出漂移。因 此在元件制作和安装时,应尽量使电极欧姆接触,并做到散 热均匀,有良好的散热条件。
下面简单介绍几种温度误差的补偿方法。
1. 采用恒流源供电和输入回路并联电阻
为了减小霍尔元件的温度误差, 除选用温度系数小的元 件或采用恒温措施外,由UH=KHIB可看出:采用恒流源供电 是个有效措施,可以使霍尔电势稳定。但也只能是减小由于 输入电阻随温度变化所引起的激励电流I的变化的影响。
霍尔元件的灵敏系数KH也是温度的函数,它随温度变 化将引起霍尔电势的变化。霍尔元件的灵敏度系数与温度 的关系可写成
FL evB
e—电子电量(1.62×10-19C); v—电于运动速度。
同时,作用于电子的电场力
F H eH E eH U /b
当达到动态平衡时 ev BeU H/b
(二) 霍尔元件

《霍尔传感器》课件

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优点
• 非接触式测量 • 高精度和稳定性 • 快速响应
缺点
• 受外部磁场影响 • 价格相对较高 • 对温度变化敏感
霍尔传感器与其他传感器的比较
光电传感器
可感知光强,但受环境光影响。
电阻式传感器Biblioteka 测量电阻值,受温度和湿度影响。
温度传感器
用于测量温度变化,但无法测量磁场。
霍尔传感器在智能家居中的应 用
霍尔传感器可用于智能门窗、智能家电等设备的开关和状态监测,提高家居 安全和便利性。
霍尔传感器在汽车行业中的应用
霍尔传感器广泛应用于转向传感、刹车传感和座椅安全传感等汽车系统中,提升驾驶体验和安全 性。
具有灵敏度高、响应速 度快等特点。
效应霍尔元件
可测量磁场的强度和方 向。
开关型霍尔元件
用于检测接近或远离磁 场的开关状态。
霍尔元件的特点
1 非接触式测量
不受物体表面状态和材料的影响。
3 快速响应
适用于高速测量和控制应用。
2 高精度和稳定性
能够实时准确测量磁场强度。
4 广泛的工作温度范围
可在极端环境下工作。
《霍尔传感器》PPT课件
本课件将为您介绍霍尔传感器的原理、种类及其在各个领域的广泛应用。通 过清晰的图示和丰富的案例,带您深入了解霍尔传感器的优点、发展历程以 及未来的挑战。
概述
霍尔传感器利用霍尔效应测量磁场,有广泛的应用领域。本节将介绍霍尔传 感器的定义、原理以及与其他传感器的比较。
霍尔元件
线性霍尔元件
基于霍尔元件的测量电路
电压输出型
输出电压随磁场强度变化。
电流输出型
输出电流随磁场强度变化。
开关输出型
检测物体是否接近或远离磁 场。

霍尔式传感器原理及应用PPT资料(正式版)

霍尔式传感器原理及应用PPT资料(正式版)
价格低
•可以广泛应用于测量: 位移 可转化为位移的力和加速度 磁场变化
•应用中不用永久磁铁产生的磁场,而是用一个可变电流作激磁的 可变磁场,输出电压就决定于控制电流和激磁电流的乘积
——霍尔元件就成了一种两个模拟信号的乘法器
The End
谢谢观看
•霍尔元件在静止状态下具有感受磁场的独特能力
单位控制电流下•霍所得尔的开元路件霍尔的电势特,点:
厚霍度尔为 元件d 的置N于型两半相导反体方薄向片的上磁可靠 霍取尔决元 于件材在质静、止元状件态尺下寸具,有并感受受温磁度场变的化独影特响能;力
可取转决化 于为材位质移、的元力件和尺加寸速,度并受温度变化影响;
N式型中半K导H体—中—多霍数尔载常流数子,为表电示子单位磁感应强度和
寿命长 洛单伦位兹 控力制的电作流用下结所果得,的使开带路电霍粒尔子电偏势向, c,d 电极
该N型现半象导称体为中霍多尔数效载应流,子所为产电生子的电动势 VH 称为霍尔电势 式(3-48)可知,改变 I 或 B,或两者同时改变均会引起 VH 的变化
体积小 在洛垂伦直 兹于力的B作和用I 结的果方,向使上带产电生粒一子感偏应向电动c,势dV电H极
利霍用尔该 式原传理感可器以原做理成及各应种用传感元件 片动芯态是 范一围块大矩(输形出半电导压体变薄化片范围可达1000:1)
噪声低 —霍—尔它 元沿件与可电制流成的位相移反传方感向器运动
应VH用两中端不为用霍永尔久电磁势铁输产出生端的磁场,而是用一个可变电流作激磁的可变磁场,输出电压就决定于控制电流和激磁电流的乘积 取c,决d两于端材输质出、电元压件是尺V寸H,1-并VH受2温,度若变使化初影始响位;置时VH1=VH2,则输出电压为零。
(3-48)

第五章第2节霍尔传感器介绍PPT课件

第五章第2节霍尔传感器介绍PPT课件

若将硅霍尔元件与放大电路、温度补偿电路等集成在一起 制成集成霍尔传感器,则具有性能优良、使用方便、体积小、 成本低、输出功率大和输出电压高等优点,是应用最为广泛的 集成传感器之一。
-
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三.应用
(一)霍尔式位侈传感器 保持霍尔元件的控制电流恒定,而使霍尔元件在一个均
匀梯度的磁场中沿x方向移动如图5-13所示。则输出的霍尔电 势为:
若霍尔元件在均匀磁场内转动,则产生与转角的正弦函 数成比例的霍尔电压,因此可用来测量角位移。
-
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奥迪A6上的工程应用
在出厂之前,每部车的点火提前角都调在标准范围之间, GOL是6-12度,在这里面的都是正常的,太小,发动机没有 力气,太大要引起发动机爆震。
所以说,越接近12度越有爆发力,但不能超过12度。点火 提前角不是不变的,随着转速变化而变化。
另外,霍尔电极和激励电极的引线布置不合理,也会产生 零位误差,也需予以注意。
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(二)霍尔元件的温度误差及其补偿
一般半导体材料的电阻率、迁移率和载流子浓度等都随 温度而变化。霍尔元件由半导体材料制成,因此它的性能参 数如输入和输出电阻、霍尔常数等也随温度而变化,致使霍 尔电势变化,产生温度误差。
功率放大器A3为后级,它不仅切断共模干扰的传输,还将双 端输入方式变换成单端输出方式,以满足负载的需要
-
13
霍尔传感器输出电压是交流的情况: C1漏电流小,C2漏电流大- ,其差表现为偏移电压。 14
C1,C2漏电- 流相等
15
-
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二、霍尔元件的误差及其补偿
由于制造工艺问题以及实际使用时所存在的各种影响 霍尔元件性能的因素,如元件安装不合理、环境温度变化 等,都会影响霍尔元件的转换精度,带来误差。

霍尔传感器课件

霍尔传感器课件
度成正比,当磁场改变方向时,也改 变方向。
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I
B
θ
A
D
B
C
dL
l
UH
A、B-霍尔电极 C、D-控制电极
• 若磁场B和霍尔元件平面的法线成一角度 θ ,则作用于霍尔元件的有效磁感 应强度为B cos θ ,因此

UH=KH IBcos θ
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以是放大器的输入电阻或测量仪表的内阻。由于 霍尔元件必须在磁场与控制电流作用下,才会产
生霍尔电势UH,所以在测量中,可以把 I
与 B 的乘积、或者 I,或者 B 作为输入情号,则霍尔元件的输出电势分别正比于 IB 或 I 或 B。
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连接方式
为了获得较大的霍尔输出电势,可以 采用几片叠加的连接方式。下图(a)为直流 供电,控制电流端并联输出串联。下图(b) 为交流供电,控制电流端串联变压器叠加 输出。
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• 在霍尔元件的工作温度下限 T 1 时,热敏电阻的阻值为Rt (T1 )。电位器RP2 保持在 某一确定位置,通过调节电
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理想情况下,不等位电
势UM=0,对应于电桥的平衡 状态,此时R1=R2=R3=R4。
如果霍尔元件的UM ≠0 , 则电桥就处于不平衡状态 , 此时R1、 R2、 R3、 R4的阻 值有 差异, UM就是电桥的不 平衡 输出电压。
只要能使电桥达到平衡
的方法都可作为不等位电势
• 右图是一种常见的具有温 度补偿的不等位电势补偿

《霍尔式传感器》 (2)幻灯片

《霍尔式传感器》 (2)幻灯片
《霍尔式感器》 (2)幻灯 片
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霍尔传感器是基于霍尔效应的一种传感器。1879年美国物 理学家霍尔首先在金属材料中发现了霍尔效应, 但由于金属材料 的霍尔效应太弱而没有得到应用。随着半导体技术的发展, 开始 用半导体材料制成霍尔元件, 由于它的霍尔效应显著而得到应用 和发展。 霍尔传感器广泛用于电磁测量、压力、加速度、振动 等方面的测量。
载流子密度,则
UH =RHIdBKHIB
(5 - 1)
式中KH=RH/d称为霍尔片的灵敏度。由式(5 - 1)可见, 霍尔电 势正比于激励电流及磁感应强度,其灵敏度与霍尔常数RH成正比 而与霍尔片厚度d成反比。为了提高灵敏度, 霍尔元件常制成薄片
形状。 当I与B的不垂直时霍尔电压为 : U HK HIBcos
图 5 – 1(a) 所示, 在垂直于外磁场B的方向上放置一导电板, 导
电板通以电流I, 方向如图所示。导电板中的电流是金属中自由电子
在电场作用下的定向运动。此时, 每个电子受洛仑磁力fL的作用,
fL大小 :
fL =eBv
式中: e——电子电荷; v——电子运动平均速度;
B——
fL的方向在图 5 - 1中是向上的, 此时电子除了沿电流反方向作定向运 动外, 还在fL的作用下向上漂移, 结果使金属导电板上底面积累正电荷, 而下 底面积累电子, 从而形成了附加内电场EH, 称霍尔电场, 该电场强度为
一般金属材料载流子迁移率很高, 但电阻率很小; 而绝缘 材料电阻率极高, 但载流子迁移率极低。故只有半导体材料适 于制造霍尔片。目前常用的霍尔元件材料有: 锗、 硅、砷化 铟、 锑化铟等半导体材料。 其中N型锗容易加工制造, 其霍 尔系数、 温度性能和线性度都较好。N型硅的线性度最好, 其 霍尔系数、 温度性能同N型锗相近。锑化铟对温度最敏感, 尤 其在低温范围内温度系数大,

《霍尔传感器》 (2)幻灯片

《霍尔传感器》 (2)幻灯片
示。
恒流源及输入并联电阻温度补偿电路
pptcn
由补偿电路图知,在温度t0和t时
当温度影响完全补偿时,UH0=UHt,

(9-8) (9-9) (9-10)
(9-11)
(9-12)将式(9-8)~式(9-11)代入式(9-12),可得
(9-13,14)
pptcn
❖ 2.选取适宜的负载电阻RL ❖ 霍尔元件的输出电阻R。和霍尔电势都是温度的函数

为温度变化1 C时,霍尔元件电阻变化的百分〔%/ C〕
❖ 8.灵敏度温度系数

为温度变化1 C时,霍尔元件灵敏度的变化率。
❖ 9.线性度
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❖ 根本误差及其补偿 ❖ 温度误差及其补偿
❖ 温度变化,导致霍尔元件内阻〔Ri、Ro)和霍 尔灵敏度〔KH〕等变化,给测量带来一定误差, 即温度误差。为了减温度误差,需采取温度补 偿措施。
pptcn
1.采用恒流源供电和输入回路并联电阻
温度变化引起霍尔元件输入电阻Ri变化,在稳压源供
电时,使控制电流变化,带来误差。为了减小这种误差, 最好采用恒流源(稳定度0.1%)提供控制电流。但灵敏
度系数KH也是温度的函数,因此采用恒流源后仍有温度 误差。为了进一步提高UH的温度稳定性,对于具有正温 度系数的霍尔元件,可在其输入回路并联电阻R,如图所
pptcn
在磁场B中运动的电子将受到Lorentz力fL fL=evB
偏转,建立的霍尔电场EH对随后的运动电子施加一电场力fE fE=eEH=eUH /b
平衡时, fL = fE,即 evB= eUH /b
由于电流密度J=-nev(v为电子运动速度 ),则电流强度为 I=-nevbd
所以
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集成霍尔传感器的输出是经过处理的霍尔输出信号。按照输出信号 的形式,可以分为开关型集成霍尔传感器和线性集成霍尔传感器两 种类型。
9/20/2019
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1. 开关型集成霍尔传感器
开关型集成霍尔传感器是把霍尔元件的输出经过处理后输出一个高电平或低 电平的数字信号。霍尔开关电路又称霍尔数字电路,由稳压器、霍尔片、差 分放大器,斯密特触发器和输出级组成,其典型电路如图所示。
KH为霍尔灵敏度
UHn1qIdBRHIdBKHIB
KH表示一个霍尔元件在单位控制 电流和单位磁感应强度时产生的
霍尔电压的大小。它不仅决定于
载流体材料,而且取决于它的几 何尺寸 。愈大愈好。
方向判定:伸开手掌,四指并拢,拇指与四指 垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把手掌放 入磁场中,让磁感线穿入手心,四指指向电荷 运动的方向。那么大拇指的指向,就是电荷在 磁场中受的磁场力的方向。对正电荷用左手、 对负电荷用右手。
1 (E)
Ic1
Ic2
Ub4
Uc4
V5
Ic4
V6
Ib3
UH2
Ub3 UH1
V1
V3 Ic3 Ue3 Ue4 V4
V2
2 V7
3 V8
4
开关型集成霍尔传感器的典型电路
9/20/2019
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集成霍尔传感器的输出电平与磁场B 之间的关系见图,可以看出,集成霍 尔传感器的导通磁感应强度和截止磁 感应强度之间存在滞后效应,这是由 于V3、V4共用射极电阻的正反馈作用 使它们的饱和电流不相等引起的。
金属材料电子浓度很高,RH很小,UH很小。
半导体电子迁移率一般大于空穴的迁移率,所以霍尔元件多采用N型 半导体(多电子)。
9/20/2019
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霍尔元件的基本电路
9/20/2019
11
4.11.2 集成霍尔传感器
集成霍尔传感器是利用硅集成电路工艺将霍尔元件和测量线路集成 在一起的一种传感器。它取消了传感器和测量电路之间的界限,实 现了材料、元件、电路三位一体。集成霍尔传感器与分立相比,由 于减少了焊点,因此显著地提高了可靠性。此外,它具有体积小、 重量轻、功耗低等优点,越来越受到重视。
9/20/2019
6
霍尔效应演示
d
a b
c
当磁场垂直于薄片时,电子受到洛仑兹力的作用,向内侧偏移,在半导 体薄片c、d方向的端面之间建立起霍尔电势。
9/20/2019
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磁场不垂直于霍尔元件时的霍尔电动势
若磁感应强度B不垂直于霍尔元件,而是与其法线成某一角 度 时,实际上作用于霍尔元件上的有效磁感应强度是其 法线方向(与薄片垂直的方向)的分量,即Bcos,这时的 霍尔电势为
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霍尔特斯拉计(高斯计)
霍尔元件
9/20/2019
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霍尔高斯计(特斯拉计)的使用 霍尔元件
磁铁
9/20/2019
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霍尔传感器用于测量磁场强度
测量铁心 气隙的B值
霍尔元件
9/20/2019
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案例2.无损探伤
霍尔无损探伤已在炮膛探伤、管道探伤,缆绳探伤,船体探伤以及材料检 验等方面得到广泛应用。
概述 HT20系列手持式数字高斯计/特 斯拉计可用于测量直流磁场、 交流磁场、辐射磁场等各类磁场 的磁感应强度。该仪器可以随身 携带,量程范围宽,操作方便, 液晶显示清晰。电源为一节9V 干电池,可连续使用20小时。 应用范围 永磁材料表面磁场、直流电机、 扬声器、磁选机、永磁除铁器的 工作磁场。
9/20/2019
霍尔流量计
基于位移传感的霍尔流量计:叶轮在流体推动下旋转,带动螺杆旋转,使磁系统 产生上下移动。流速高则位移量大。用霍尔器件检出位移而获得流速和流量。
9/20/2019
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测转角
9/20/2019
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汽车速度测量:
只要黑色金属旋转体的表面存在缺口或突起,就可产生磁场强度的 脉动,从而引起霍尔电势的变化,产生转速信号。当齿对准霍尔元 件时,磁力线集中穿过霍尔元件,可产生较大的霍尔电动势,放大、 整形后输出高电平;反之,当齿轮的空挡对准霍尔元件时,输出为 低电平。
9/20/2019
2
霍尔传感器属于磁敏元件,磁敏元件也是基于磁电转
换原理,磁敏传感器是把磁学物理量转换成电信号。
随着半导体技术的发展,磁敏元件得到应用和发展,广 泛用于自动控制、信息传递、电磁场、生物医学等方面的 电磁、压力、加速度、振动测量。
特点:结构简单、体积小、动态特性好、寿命长。
电气测试技术
9/20/2019
电子信息与自动化学院 贺晓蓉
1
4.11 霍尔式传感器(磁敏传感器)
霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器,已发展成一个品种多样的 磁传感器产品族,并已得到广泛的应用。霍尔器件是一种磁传感器。 用它们可以检测磁场及其变化,可在各种与磁场有关的场合中使用。 霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。 霍尔器件具有许多优点,它们的结构牢固,体积小,重量轻,寿命长, 安装方便,功耗小,频率高(可达1MHZ),耐震动,不怕灰尘、油 污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。 霍尔线性器件的精度高、线性度好; 霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位 置重复精度高(可达μm级)。采用了各种补偿和保护措施的霍尔器 件的工作温度范围宽,可达-55℃~150℃。
9/20/2019
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当磁性物件移近霍尔开关时,开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应 而使开关内部电路状态发生变化,由此识别附近有磁性物体存在,进而 控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。 霍尔 接近开关主要用于各种自动控制装置,完成所需的位置控制,加工尺寸 控制、自动计数、各种计数、各种流程的自动衔接、液位控制、转速检 测等等。霍尔开关具有无触电、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特 点,内部采用环氧树脂封灌成一体化,所以能在各类恶劣环境下可靠的 工作。
随着半导体技术的发展,磁敏传感器正向薄膜化,微型化和集成化方
向发展。
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4.11.1.霍尔元件
金属或半导体薄片置于磁场中,当有电流流过时,在垂直于电流和磁 场的方向上将产生电动势,这种物理现象称为霍尔效应。这是由科学 家爱德文·霍尔在1879年发现的。产生的电势差称为霍尔电压。利用 霍尔效应制成的元件称为霍尔传感器。
(a)径向磁极
(b)轴向磁极 (c)遮断式
旋转传感器磁体设置
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霍尔流量计
右图的霍尔流量计壳体内装有一个带磁体的叶轮, 磁体旁装有霍尔开关电路,被测流体从管道一端通 入,推动叶轮带动与之相连的磁体转动,经过霍尔 器件时,电路输出脉冲电压,由脉冲的数目,可以 得到流体的流速。若知管道的内径,可由流速和管 径求得流量。
5
R1
R2
3
R6
R7
2
9
V3 8
V1
V4
R3
R4
V2
4 V5 7 V6
6

线性集成霍尔传感器
R8
1
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4.11.3 应用
1)若I为常数,V H 正比于B。将霍
尔元件置于非线性均匀磁场中,可 用于测量各种机械量、热工量以及 电磁量。若B为运动中的磁场,判 断B是否存在,可用于同步传递装 置、无整流子电动机、信号发信以 及产品计数等。
2)若B为常数,I 为变量,可用于 小电流测量、隔离器以及U-I转换器 等。
3)若B、I均为变量, V H 正比于B*I, 可用于做成各种运算器、功率测量 以及调制解调器等。
VH KHIB
电流计 磁感应开关 磁敏电位器 霍尔电动机
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案例1.检测磁场(数字高斯计)
用霍尔线性器件作探头,测量6T~10T的交变和恒定磁场,已有许多商品仪 器。
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卡形电流计的结构
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霍尔电流传感器演示 铁心
线性霍尔IC
UH=KH IB
EH=KHIBcos
结论:霍尔电势与输入电流I、磁感应强度B成正比,且当B 的方向改变时,霍尔电势的方向也随之改变。如果所施加 的磁场为交变磁场,则霍尔电势为同频率的交变电势。
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霍尔元件由霍尔片、四根引线和壳体组成,如图示。
基于霍尔效应工作的半导体器件称为霍尔元件,霍尔元件多采用N型半
铁磁材料受到磁场激励时,因其导磁率高,磁阻小,磁力线都集中在材料 内部。若材料均匀,磁力线分布也均匀。如果材料中有缺陷,如小孔、裂 纹等,在缺陷处,磁力线会发生弯曲,使局部磁场发生畸变。用霍尔探头 检出这种畸变,经过数据处理,可辨别出缺陷的位置,性质(孔或裂纹) 和大小(如深度、宽度等),
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铁磁材料裂纹检测
N
S
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案例3.用在直流无刷电机中
霍尔式无刷电动机取消了换向器和电刷, 而采用霍尔元件来检测转子和定子之间的 相对位置,其输出信号经放大、整形后触 发电子线路,从而控制电枢电流的换向, 维持电动机的正常运转。由于无刷电动机 不产生电火花及电刷磨损等问题,所以它 在录像机、CD唱机、光驱等家用电器中 得到越来越广泛的应用。
开关型集成霍尔传感器的这一特性, 正是我们所需要的,它大大增强了开 关电路的抗干扰能力,保证开关动作 稳定,不产生振荡现象。
U0 U OH
U OL
B(L→ H)
B(H → L) B
输出电平与磁场的关系
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2.线性集成霍尔传感器
线性集成霍尔传感器是把霍尔元件与放大线路集成在一起的传感器。其输 出信号与磁感应强度成比例。通常由霍尔元件、差分放大、射极跟随输出 及稳压四部分组成。与分立元件霍尔传感器相比,灵敏度大为提高。
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