磁敏传感器PPT课件

教学重点：
1、磁敏传感器特点与选用；
2、磁敏传感器原理及接口电路设计方法。
教学难点：
1、磁敏传感器工作原理；
2、磁敏传感器应用电路分析与设计方法。
教学方法：
1、引导文教学法
2、引探教学法
3、头脑风暴法
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第五章 磁敏传感器及应用技术
问题思考：
1、磁敏传感器的作用是什么？ 2、常用的磁敏传感器有哪些种？各自的原
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第二节 磁敏传感器工作原理
二、霍尔传感器
（4）霍尔传感器的恒压驱动
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第二节 磁敏传感器工作原理
（5）霍尔传感器的恒流驱动
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第二节 磁敏传感器工作原理
（6）霍尔传感器应用常用接口电路
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第二节 磁敏传感器工作原理
（7）霍尔传感器应用集锦
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第二节 磁敏传感器工作原理
二、磁敏电阻
第五章 磁敏传感器及应用技术
梁长垠 教授 Professor Liang
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第五章 磁敏传感器及应用技术
教学目的：
1、了解磁敏传感器的作用、分类和使用方 法； 2、熟悉常用磁敏传感器的特点及应用范围； 4、掌握常用磁敏传感器的工作原理及使用 方法； 5、学会正确选用磁敏传感器的方法。
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第五章 磁敏传感器及应用技术
控制中心服 务器
传输设备
传递路口信息 及图像
路口工控机
控制抓拍 及存取图像
数码相机
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传感器模块1
红灯信号
传感器模块n
路口信号机
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第一节 磁敏传感器定义与分类
二、磁敏传感器定义
对磁场参量（磁感应强度、磁通）敏感，通过磁电
作用将被测量（如振动、位移、转速等）转换为电
信号的器件或装置
三、磁敏传感器分类
磁电感应式传感器 （基于电磁感应原理）
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第二节 磁敏传感器工作原理
一、霍尔元件
1、霍尔效应
霍尔效应的产生是由于运动电荷受到磁场中洛伦兹 力作用的结果。霍尔电势UH可用下式表示：
UH=RHIB/d (V)
式中 RH——霍尔常数 I——控制电流， B——磁感应强度 d——霍尔元件的厚度
令 KH=RH/d，则得到 UH=KHIB 可见，霍尔电势的大小正比于控制电流I和磁感应强 度B。KH称为霍尔元件的灵敏度，它与元件材料的性
将霍尔元件、放大器、调理电路等集成在一个芯片上。
霍尔传感器
线性型霍尔传感器 开关型霍尔传感器
（1）线性型霍尔传感器
线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放
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大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。
输出电压与外加磁场强度呈线性关系，
在B1~B2的磁感应强度范围内有较好的
线性度，磁感应强度超出此范围时则
呈现饱和状态。
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第二节 磁敏传感器工作原理
二、霍尔传感器
（3）锁键型霍尔传感器
锁键型是开关型霍尔传感器的一种特殊
形式，它输出数字量
当磁感应强度超过动作点Bnp时，传感 器输出由高电平跃变为低电平，而在外 磁场撤消后，其输出状态保持不变（即 锁存状态），必须施加反向磁感应强度 达到BRP时，才能使电平产生变化。
利用导体和磁场发生 相对运动导体两端产 生感应电势
磁敏传感器
磁电效应传感器
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霍尔元件 磁敏电阻 磁敏二极管 磁敏三极管
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第二节 磁敏传感器工作原理
一、霍尔元件
1、霍尔效应 在金属或半导体薄片两端通以 电流I，并在薄片的垂直方向上 施加磁感应强度为B的磁场，那 么，在垂直于电流和磁场的方 向上将产生电势UH（称为霍尔 电动势或霍尔电压）。这种现 象称为霍尔效应。
质与几何尺寸有关。
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第二节 磁敏传感器工作原理
一、霍尔元件
2、霍尔元件 （1）霍尔元件结构与电路符号
（2）霍尔元件特性
① 线性特性 霍尔元件的输出电动势
分别于I、B成线性关系
② 开关特性 霍尔元件输出电势在一定区域内随B增加迅速增加的特性
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第二节 磁敏传感器工作原理
二、霍尔传感器
1、霍尔传感器
理是什么? 3、何为磁阻效应？何为霍尔效应? 4、磁敏传感器的原理是什么？其应用场合
有哪些? 5、举出5种以上磁敏传感器的应用场景。
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第五章 磁敏传感器及应用技术
第一节 磁敏传感器定义与分类
— 磁敏传感器概述
— 磁敏传感器定义与分类
第二节 磁敏传感器工作原理
— 霍尔元件
— 磁阻传感器
— 干簧管
— 磁敏二极管、晶体管
第三节 磁敏传感器应用分析与训练
— 霍尔电机测速电路设计与调试
— 自动供水系统电路设计与调试
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第一节 磁敏传感器定义与分类
一、磁敏传感器概述
感知磁性物体的存在或者磁性强度的一类传感器
1831年法拉第发现的电磁感应定律 1879年霍尔发现金属中的霍尔效应 1988年，法国的费尔和德国的格林贝格尔发现的 磁阻效应，并荣获了2007年诺贝尔物理学奖 我国磁敏传感器的研究与应用仅有30多年的历史
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第二节 磁敏传感器工作原理
二、霍尔传感器
（2）开关型霍尔传感器
开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、
差分放大器，斯密特触发器和输出级组
成，它输出数字量
图中，Bnp为工作点“开”的磁感应强度，BRP为释放点“关” 的磁感应强度。当外加的磁感应强度超过动作点Bnp时， 传感器输出低电平，当磁感应强度降到动作点Bnp以下时， 传感器输出电平不变，一直要降到释放点BRP时，传感器 才由低电平跃变为高电平。Bnp与BRP之间的滞后使开关 动作更为可靠。
1.磁阻效应与巨磁阻效应 磁阻效应：物质在磁场中电阻发生变化的现象。 巨磁阻效应：指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较 之无外磁场作用时存在巨大变化的现象。 2.磁敏电阻分类 是一种基于磁阻效应而制作的电阻体。它在外施磁场的作 用下(包括磁场强度及方向变化)能够改变自身的阻值。
异向性磁敏电阻AMR
Anisotropic MagnetoResistance
磁阻传感器
巨磁电阻GMR
GiantMagnetoresistance
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第二节 磁敏传感器工作原理
二、磁敏电阻
3.磁敏电阻结构与特性
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第二节 磁敏传感器工作原理
磁敏传感器应用：
—以磁场为媒介的物理量，例如：位移、振动、力、 转速、加速度、流量、电流、电功率等 应用领域：自动抄表、家用电器、磁场测量、车辆检测、
金属探测、转速测量、航海、机器人┅ 主要特点：非接触测量
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第一节 磁敏传感器定义与分类
磁敏传感器应用
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第一节 磁敏传感器定义与分类
市科技创新项目应用案例：新型道路车辆测量系统 功能：闯红灯、速度检测、车流量检测、车型检测