第5章 磁电式传感器

霍尔元件构造及测量电路
• 构造
测量电路
霍尔元件的主要技术指标
• 额定激励电流
• • • • •
输入电阻 输出电阻 不等位电势及零位电阻 寄生直流电势 热阻
霍尔元件的补偿电路
一、不等位电势补偿
二、温度补偿
• 分流电阻法
• 电桥补偿法
霍尔式传感器的应用举例
• 霍尔式位移传感器
• 霍尔式压力传感器
（图 (b)）的工作原理是完全相同的。 当壳体随被测振动体一起
振动时，由于弹簧较软，运动部件质量相对较大， 当振动频率 足够高（远大于传感器固有频率）时，运动部件惯性很大，来不 及随振动体一起振动， 近乎静止不动，振动能量几乎全被弹簧 吸收，永久磁铁与线圈之间的相对运动速度接近于振动体振动速 度，磁铁与线圈的相对运动切割磁力线， 从而产生感应电势。
原理将被测量（如振动、位移、转速等）转换成电信 号的一种传感器。它不需要辅助电源， 就能把被测对 象的机械量转换成易于测量的电信号，是一种有源传 感器。 由于它输出功率大， 且性能稳定，具有一定 的工作带宽（10～1000 Hz），所以得到普遍应用。
工作原理
• 根据电磁感应定律， 当导体在稳恒均匀磁场中，沿垂直磁场方
测量电路
磁电感应式传感器应用举例
§5.2 霍尔式传感器
• 当载流导体或半导体处于与电流相垂直的磁 场中时，在其两端将产生电位差，这一现象 被称为霍尔效应。 • 霍尔效应产生的电动势被称为霍尔电势。 • 霍尔效应的产生是由于运动电荷受磁场中洛 伦兹力作用的结果。
霍尔效应
IB UH RH IB ned
Байду номын сангаас
补充题： 某霍尔元件的L,b,d尺寸分别是1.0cm， 0.35cm，0.1cm,沿L方向通以电流 I=1.0mA,在垂直Lb面的方向加有均匀磁 场B=0.37，传感器的灵敏度为 22V/(AT)，试求其输出霍尔电动势及载 流子浓度。
第5章 磁电式传感器
马冬梅
• 磁电式传感器是通过磁电作用将被测量转换为 电信号的一种传感器。
• 磁电作用主要分为电磁感应和霍尔效应两种情 况 • 磁电式传感器主要分为两种：利用电磁感应的 磁电感应式传感器和利用霍尔效应的霍尔式传 感器
§5.1 磁电感应式传感器
磁电感应式传感器又称磁电式传感器， 是利用电磁感应
向运动时，导体内产生的感应电势为
d d e W dt dt
e WBlv e WBS
变磁通式传感器
工作原理
图（a）为开磁路变磁通式：线圈、磁铁静止不动， 测量齿 轮安装在被测旋转体上，随被测体一起转动。每转动一个 齿， 齿的凹凸引起磁路磁阻变化一次，磁通也就变化一次， 线圈中产生感应电势，其变化频率等于被测转速与测量齿
轮上齿数的乘积。这种传感器结构简单，但输出信号较小，
且因高速轴上加装齿轮较危险而不宜测量高转速的场合。
恒磁通式传感器
• 工作原理
磁路系统产生恒定的直流磁场，磁路中的工作气隙固定不变，因 而气隙中磁通也是恒定不变的。 其运动部件可以是线圈（动圈 式），也可以是磁铁（动铁式），动圈式（图（a））和动铁式