磁敏传感器PPT讲稿

霍尔传感器的应用 UH=KHIB
• 位移传感器 • 压力传感器 • 磁极检测传感器 • 霍尔转速测量仪 • 霍尔电流测量仪 • 霍尔开关按键
电流测量
• 旁测法 • 贯串法 • 绕线法
旁测法
贯串法
绕线法
4.2、磁阻元件
一、磁阻效应
将一载流导体置于外磁场中,除了产生霍尔效应外,其电阻也会 随磁场而变化。这种现象称为磁电阻效应,简称磁阻效应。磁阻 效应是伴随霍尔效应同时发生的一种物理效应。磁阻效应的表 达式为
科尔宾元件 科尔宾元件中不存在霍尔效应
磁阻效应对霍尔元件的影响
利用恒流源供电，可以消除词组效 应的影响。
恒压源
UH
RH Ic B d
恒流源
总结
霍尔元件 磁阻元件 磁敏二极管 磁敏三极管
令霍尔元件的灵敏度
KH
RH d
则： UH=KHIB
1 ned
1、霍尔电势的大小正比于控制电流I和磁感应强度B。 2、当控制电流的方向或磁场的方向改变时,输出电势的 方向也将改变。
二、霍尔元件
UH
RH IB d
霍尔元件示意图
结构： 霍尔片、引线和壳体组成。
霍尔片：矩形半导体薄片，由N型的锗、锑化铟和砷化铟
磁敏传感器课件
如图，电源电动势为E， R1、R2 、R3、R4为电阻应变 片，在没有外力作用时，R1=R2=R3=R4=R0。当存在 外力作用时，R1与R4的相对变化量为：
dR k
R
R2与R3的相对变化量为：dRR k
其中k为灵敏度系数，
求电路输出电压 U 0 与纵向应变
的关系
解：当纵向应变为
思考：电阻温度系数的影响？
UH
RH Ic B d
恒流工作的霍尔传感器电路 电阻温度变化的影响？
输出和放大电 路
U0 U U U3
R2
R1
U 0 U1 U
R2
R1
两式相加：
U0 U1 U3
R2
R1
UU+
U 0
R2 R1
(U1
U3)
作业：
1、推导此电路的放大倍数（详细过程） 2、当通过霍尔元件的控制电流大小为100mA，灵敏度系 数为20Vm2/(A·Wb)， 输出U0为200mV，求磁场大小。
时，R1、R2、R3、R4的电阻分别变为：
R1 R4 R Rk
R2 R3 R Rk
UB
UC
R2 R1 R2
E
E 2R
(R
Rk )
UD
UC
R4 R3 R4
E
E (R 2R
Rk )
U 0 U B U D kE
4.1 霍尔元件
• 霍尔效应 • 霍尔元件 • 工作电路 • 电磁特性 • 误差分析及补
四、电磁特性
霍尔元件的UH－I特性曲线
KI
(UH I
)B恒定
U H K H IB
U H K H B恒定I K II
控制电流 灵敏度
UH-B特性曲线
U H K H IB
霍尔输出随磁场的增加并不完全 呈线性关系,而有所偏离。它的线 性偏离一般不大于0.2%。
误差分析及补偿
不等位电势
不等位电势的几种补偿线路
等半导体单晶材料制成，
1、1′：控制电流端引线 2、2′：霍尔电压输出端引线 壳体：使用非磁性金属、陶瓷或环氧树脂封装。
霍尔元件的符号
HZ-1元件：锗材料制成的霍尔元件； HT-1元件：锑化铟制成的霍尔元件。
基本电路
1、控制电流 2、输出和放大电路
控制电流电路
霍尔元件的基本电路
恒压工作的霍尔传感器电路
x
b
U AA 0
Z
y
B
A
++++++++++++
I
a
I
EH B
f洛 I
fe
x b
A
U AA 0
U来自百度文库H
1 nq
IB d
霍尔电势
UH
RH IB d
式中：RH ——霍尔常数（米3／库仑,即m3／C）；
I——控制电流（安培,即A）； B——磁感应强度（特斯拉,即T）； d——霍尔元件厚度（米,即m）。
偿
• 应用
1、霍尔效应
粒子在同时存在电场和磁场的空间运动时， 其受的合力：
F q(E v B) ——洛仑兹力
电场力
磁场力
霍耳效应
厚度d,宽为a的金属薄片，沿x轴通有电流强度I，当 在y轴方向加以匀强磁场B时， 金属中电子运动？
A
Z
y
B
I
I
Ix
a
B
A
d
霍耳效应
电子在磁场中运动受到洛仑兹力
ρB=ρ0(1+0.273 μ2B2)
式中：B——磁感应强度； μ——电子迁移率； ρ0——零磁场下的电阻率； ρB——磁感应强度为B时的电阻率。
二、磁阻元件
• 长方形磁阻元件 • 科尔宾元件 • 平面电极元件 • InSb-NiSb 共 晶 磁 阻 元
长方形和高灵敏度元件
磁阻效应根源：电流的路径会长
f洛
ev
B
Z
y
B
A
电子电场力 fe eEH
f洛 fe EH vB
I
a
E
I
HB
f洛 I
+++++++++++++++++++++f+e++ A
x
d
EH
UH a
U H avB
I nevad
U H
1 ne
IB d
q<0 q>0
Z
y
B
A
I
a
E
I
HB
f洛 I
+++++++++++++++++++++f+e++ A