传感器第五章

第四章磁敏传感器

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什么是磁敏传感器？它有哪些类型？

答：通常把能将磁学量信号转换成电信号的器件或装置称为磁敏传感器。

按照原理主要有三大类：

（1）利用半导体材料内部的载流子（电子、空穴）随磁场变运动方向这一特性而制成的而制成的传感器，代表产品有霍尔器件、磁敏电阻、磁敏二极管和磁敏晶体管等；

（2）利用电磁感应原理制成的传感器，主要有电涡流传感器、磁通门磁强计、磁栅式传感器和电感线圈磁头；

（3）金属膜磁敏电阻、巨磁阻抗传感器、磁致伸缩和韦甘德器件，以及核磁共振磁强计等。

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什么是霍尔传感器？它有什么特点？

答：利用霍尔效应原理将被测量磁场转换成电动势的一种磁敏传感器称为霍尔器件，又称为霍尔式传感器。

特点有：结构简单、体积小、坚固且质量轻，无触点、稳定性好、使用方便；频率响应宽、动态范围大、输出信号信噪比大；使用寿命长、可靠性高，易微型化和集成化等。

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霍尔集成电路有哪几种类型？开关型霍尔集成电路有什么特点？线性型霍尔集成电路有什么特点？使用时应注意什么？霍尔传感器有哪些应用实例？

答：霍尔集成电路有线性型和开关型两类。开关型霍尔集成电路体积小，灵敏度高，安全可靠，使用简单，安装方便。是很好的非接触式位置开关传感器。霍尔效应线性型集成电路是利用硅平面工艺,在霍尔效应基础上与放大器组合一起的集成的电路。它是一种高灵敏的磁电转换器件,线性度较好,可广泛用于位置传感、非接触测距、无触点电位器、无刷马达、磁场测量、高斯计、磁力探伤等等。下面分别介绍三种国产C S型霍尔效应线性集成

电路。

对于开关型霍尔IC，其输出端内部一般为开路集电极晶体管或开路发射极输出器形式。因此它能方便地与各种负载配接，如可直接驱动晶体管、LED、光电耦合器、单双向晶闸管和小电流继电器等，并能和TTL及CMOS数字电路、PLC输入口、固态继电器、各种交直流电子开关接口。线性霍尔集成电路有其独特优点,可适用于准礁测量,控制位置、重量、厚度及电流等。

霍尔器件的应用主要有：1、位移测量；2、功率测量；3、磁强测量仪；4、霍尔开关集成传感器的应用等。

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什么是磁阻效应？磁敏电阻有哪几种类型？半导体磁敏电阻有什么特点？它是怎样工作的？磁敏电阻有哪些主要特性？磁敏电阻有哪些主要用途？

答：将外加磁场使半导体或导体的电阻发生变化的现象称为磁阻效应。磁敏电阻的类型有：长方形磁敏电阻、高灵敏栅格型磁敏电阻、科宾诺元件、共晶磁阻元件。特点：具有两个端子、结构简单、灵敏度高、安装方便等优点，其应用较为普遍。工作原理：当外加磁场的方向或强度发生变化时，磁敏电阻的阻值相应改变，利用该变化，可精确地测试出磁场的相对位移。用半导体材料制作的磁敏电阻器、无触点电位器、模拟运算器和磁传感器等应用于测量、计算机、无线电和自动控制等方面。

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设计一利用霍尔开关集成电路检测发动机转速的电路。要求当转速过高时或过低时发出警报信号。

答：系统由传感器、信号处理、显示电路和系统软件等部分组成。传感器采用霍尔传感器，负责将转速转化为脉冲信号。信号处理电路包含待测信号放大、波形变换、波形整形电路等部分，其中放大器实现对待测信号的放大,降低对待测信号的幅度要求，实现对小信号的测量；波形变换和波形整形电路实现把正负交变的信号波形变换成可被单片机接受的TTL/CMOS兼容信号。处理器采用STC89C52单片机，显示器采用8位LED数码管动态显示。