霍爾傳感器在生活中的應(yīng)用 霍爾傳感器的主要作用是什么?
霍爾傳感器的主要作用是什么?霍爾傳感器是一種基于霍爾效應(yīng)的磁場傳感器。霍爾傳感器可以判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度、載流子遷移率等重要參數(shù)?;魻栐哂薪Y(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長、安裝方便
霍爾傳感器的主要作用是什么?
霍爾傳感器是一種基于霍爾效應(yīng)的磁場傳感器?;魻杺鞲衅骺梢耘袛喟雽?dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度、載流子遷移率等重要參數(shù)?;魻栐哂薪Y(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長、安裝方便、功耗低、頻率高(可達(dá)1MHZ)、耐振動、不怕灰塵、油、水蒸氣、鹽霧的污染或腐蝕等優(yōu)點。
霍爾線性器件精度高,線性度好;霍爾開關(guān)器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無反彈、位置重復(fù)精度高(達(dá)到微米水平)。
霍爾元件具有多種補償和保護(hù)措施,工作溫度范圍寬,可達(dá)-55℃ ~ 150℃。
霍爾IC輸出電壓的變化可以指示葉輪驅(qū)動軸的某一位置。利用這種工作原理,霍爾IC芯片可以用作點火正時傳感器?;魻栃?yīng)傳感器是一種無源傳感器,只能與外部電源一起工作,這使得檢測低速運行成為可能。
雙霍爾傳感器的優(yōu)點?
它對磁場敏感,結(jié)構(gòu)簡單,體積小,頻響寬,輸出電壓變化大,使用壽命長,因此廣泛應(yīng)用于測量、自動化、計算機和信息技術(shù)等領(lǐng)域。
霍爾傳感器可以測量任何波形的電流和電壓,如DC,交流,脈沖波形,甚至瞬態(tài)峰值。次級電流如實地反映了初級電流的波形。普通變壓器無法比擬,一般只適合測量50Hz的正弦波;
用霍爾元件可以測量哪些物理量?
霍爾組件可以測量磁場、電流、位移、壓力、振動、速度等。
霍爾器件可以由各種半導(dǎo)體材料制成,例如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP和多層半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)量子阱材料。
霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁性傳感器。它們可用于檢測磁場及其變化,可用于各種與磁場有關(guān)的場合。
霍爾元件具有結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、壽命長、安裝方便、功耗低、頻率高(可達(dá)1MHZ)、耐振動、不怕灰塵、油、水蒸氣、鹽霧的污染或腐蝕等諸多優(yōu)點。
霍爾線性器件精度高,線性度好;霍爾開關(guān)器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無反彈、位置重復(fù)精度高(達(dá)到微米水平)?;魻栐哂卸喾N補償和保護(hù)措施,工作溫度范圍寬,可達(dá)-55℃ ~ 150℃。
操作原理
利用霍爾效應(yīng)的霍爾元件半導(dǎo)體。
所謂霍爾效應(yīng),是指當(dāng)磁場作用于載流金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體中的載流子時,產(chǎn)生橫向電位差的物理現(xiàn)象。金屬的霍爾效應(yīng)是美國物理學(xué)家霍爾在1879年發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)電流通過金屬箔時,如果在垂直于電流的方向施加磁場,金屬箔將是兩個側(cè)面會有橫向電位差。半導(dǎo)體中的霍爾效應(yīng)比金屬箔中的霍爾效應(yīng)更明顯,而鐵磁金屬在居里溫度以下會表現(xiàn)出很強的霍爾效應(yīng)。
由于通電導(dǎo)線周圍存在磁場,其大小與導(dǎo)線中的電流成正比,所以可以用霍爾元件測量磁場,從而確定導(dǎo)線的電流。利用這一原理,可以設(shè)計和制造霍爾電流傳感器。其優(yōu)點是不與被測電路發(fā)生電接觸,不影響被測電路,不消耗被測電源的電能,特別適用于大電流傳感。
如果將霍爾元件置于電場強度為E、磁場強度為H的電磁場中,元件中會產(chǎn)生電流I,元件上同時產(chǎn)生的霍爾電勢差與電場強度E成正比,如果再測量電磁場的磁場強度,就可以通過PEH確定電磁場功率密度的瞬時值p。
用這種方法可以構(gòu)造霍爾功率傳感器。
如果將集成有霍爾元件的開關(guān)按預(yù)定位置有規(guī)律地布置在物體上,當(dāng)安裝在運動物體上的永磁體通過它時,可以從測量電路測量到脈沖信號。根據(jù)脈沖信號序列可以感測運動物體的位移。如果測量每單位時間的脈沖數(shù),就可以確定移動速度。
組件特征
1.霍爾系數(shù)(也稱為霍爾常數(shù))RH。
當(dāng)磁場不太強時,霍爾電位差UH與勵磁電流I和磁感應(yīng)強度B的乘積成正比,與霍爾板的厚度δ成反比,即UH RH*I*B/δ,其中RH稱為霍爾系數(shù),表示霍爾效應(yīng)的強弱。另外,RHμ*ρ,即霍爾常數(shù),等于霍爾板材料的電阻率ρ和電子遷移率μ的乘積。
2.霍爾靈敏度KH(也稱為霍爾產(chǎn)品靈敏度)
霍爾靈敏度與霍爾系數(shù)成正比,與霍爾板厚度δ成反比,即KHRH/δ,通??梢员碚骰魻柍?shù)。
3.霍爾額定勵磁電流
當(dāng)霍爾元件本身的溫度上升10℃時,流過的勵磁電流稱為額定勵磁電流。
4.霍爾最大允許勵磁電流
霍爾元件最大允許溫升極限對應(yīng)的勵磁電流稱為最大允許勵磁電流。
5.霍爾輸入電阻
霍爾激勵電極之間的電阻稱為輸入電阻。
6.霍爾輸出電阻
霍爾輸出電極之間的電阻稱為輸出電阻。
7.霍爾元件電阻的溫度系數(shù)
在無磁場條件下,環(huán)境溫度每變化1℃,電阻的相對變化率表示為α,單位為%/℃。
8.霍爾不等電位(也稱為霍爾偏移零點)
當(dāng)沒有外加磁場,霍爾勵磁電流為I時,空載時輸出端測得的霍爾電位差稱為不等電位。
9.霍爾輸出電壓
當(dāng)外加磁場和霍爾激勵電流為I時,空載時在輸出端測得的霍爾電位差稱為霍爾輸出電壓。
10.霍爾電壓輸出比
霍爾不等電勢與霍爾輸出電勢之比
11.霍爾寄生DC電勢
當(dāng)外加磁場為零,霍爾元件由交流電激勵時,霍爾電極的輸出為除了交流不等勢,還有DC勢,稱為寄生DC勢。
12.霍爾不等勢
當(dāng)沒有外加磁場,霍爾勵磁電流為I時,環(huán)境溫度每變化1℃,不等電位的相對變化率為。
13、霍爾電位溫度系數(shù)
當(dāng)外加磁場和霍爾勵磁電流為I時,環(huán)境溫度每變化1℃,不等電勢的相對變化率為。也是霍爾系數(shù)的溫度系數(shù)。
14、熱阻Rth
霍爾元件功耗增加1W時,霍爾元件的溫度值稱為其熱阻,反映了元件散熱的難易程度。
單位:攝氏度/瓦
無刷電機霍爾傳感器AH44:霍爾線性器件和霍爾開關(guān)器件。前者輸出模擬量,后者輸出數(shù)字量。
根據(jù)檢測對象的性質(zhì),它們的應(yīng)用可以分為:直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。前者是直接檢測被檢測物體的磁場或磁特性,后者是檢測被檢測物體上人為設(shè)置的磁場,并將這個磁場作為被檢測信息的載體。通過它將力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速、工作狀態(tài)變化時的時間等許多非電非磁的物理量轉(zhuǎn)換成電量進(jìn)行檢測和探測。