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霍爾傳感器主要特性及其工作原理介紹
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霍爾傳感器主要特性及其工作原理介紹

霍爾傳感器主要特性及其工作原理介紹
瀏覽量:348 上傳更新:2019-04-28

霍爾傳感器是一種基于霍爾效應的磁場傳感器,廣泛應用于工業自動化技術,檢測技術和信息處理。那么霍爾傳感器的工作原理是什么?這種傳感器有哪些優點?主要參數是什么?本文將一一講解。

(霍爾效應的本質是當固體材料中的載體在施加的磁場中移動時,軌跡由于洛倫茲力而移動,并且在材料的兩側發生電荷累積,形成與電流垂直的電荷。在該方向上的電場最終平衡載體的洛倫茲力與電場排斥,從而建立穩定的電位差,即兩側的霍爾電壓。)

通過霍爾效應實驗測量的霍爾系數可以確定重要參數,例如半導體材料的導電類型,載流子濃度和載流子遷移率。

由于霍爾元件產生的電位差很小,霍爾元件通常與一個芯片上的放大器電路,溫度補償電路和穩壓電源電路集成在一起,稱為霍爾傳感器?;魻杺鞲衅?,也稱為霍爾IC,具有較小的輪廓,如圖:

霍爾傳感器

霍爾傳感器

霍爾傳感器的優點和用途

很多人都知道,汽車的自動化程度越高,微電子電路越多,越不怕電磁干擾。在汽車中,有許多燈和電氣設備,特別是大功率前照燈,空調電機和雨刷電機在切換時會產生浪涌電流,導致機械開關觸點產生電弧并產生大的電磁干擾。信號。

通過使用功率霍爾開關電路可以減少這些現象。通過檢測磁場的變化將霍爾器件轉換為電信號輸出,并且可以用于監視和測量車輛的各種部件的操作參數的變化。

如位置,位移,角度,角速度,轉速等,這些變量可以變換兩次;可以測量壓力,質量,液位,流速,流速等?;魻柶骷妮敵鲋苯优c電子控制單元連接,以進行自動檢測。

目前的霍爾器件可承受一定的振動,可在零下40°C至零下150°C的溫度范圍內工作。所有密封件均不受水和油污染,可完全適應汽車惡劣的工作環境。

霍爾傳感器可測量任意波形的電流和電壓,如直流,交流,脈沖波形,甚至瞬態峰值測量。次級電流忠實地反映初級電流的波形?;蚱胀ㄗ儔浩鳠o法與它相比,它一般只適用于測量50Hz的正弦波

初級側電路與次級側電路之間具有良好的電氣隔離,隔離電壓可達9600Vrms;

高精度:在工作溫度范圍內精度優于1%,精度適用于任何波形測量;霍爾開關器件無接觸,無磨損,輸出波形清晰,無抖動,無反彈,高位置重復性(高達μm級)。

寬帶寬:高帶寬電流傳感器上升時間可小于1μs;然而,電壓傳感器帶寬很窄,一般在15kHz以內,而6400Vrms高壓電壓傳感器的上升時間約為500uS,帶寬約為700Hz。測量范圍寬:電流測量高達50KA,電壓測量高達6400V。

結構堅固,體積小,重量輕,使用壽命長,安裝方便,功耗小,頻率高(可達1 MHZ),抗振動,污染或腐蝕灰塵,油,水蒸氣和鹽霧不怕。

霍爾傳感器

該圖顯示了用于定位應用的典型霍爾傳感器 - 一個輪上的兩個磁鐵穿過霍爾效應傳感器。圖中的輪子帶有兩個等距的磁鐵,傳感器兩端的電壓將在一個周期內達到峰值兩次。

它通常用于測量車輪和軸的速度,例如在內燃機點火正時(正時)或轉速計上。它用于無刷直流電機,以檢測永磁體的位置。

霍爾傳感器廣泛應用于變頻調速裝置,逆變裝置,UPS電源,通信電源,電焊機,電力機車,變電站,數控機床,電解電鍍,計算機監控,電網監控等。太陽能,風和地鐵軌道信號,汽車電子等領域。

霍爾傳感器的主要特性參數

如上所述,霍爾傳感器是根據霍爾效應制造的磁場傳感器。其主要特征參數如下。

(1)輸入電阻R.

霍爾傳感器元件的2個刺激電流端子的直流電阻稱為輸入電阻。它的大概價錢有幾歐元到幾百歐元左右,具體取決于不同型號的組件。

隨著溫度升高,輸入電阻變小,導致輸入電流變大,最終導致霍爾傳感器電位發生變化。為了減小這種影響,優選使用恒流源作為激發源。

(2)輸出電阻R.

兩個霍爾傳感器的電位輸出之間的電阻稱為輸出電阻,其數字與輸入電阻具有相同的數量級。它也隨溫度變化而變化。選擇合適的負載電阻很容易匹配,以最大限度地減少溫度引起的水勢漂移。

(3)最大勵磁電流I ---霍爾傳感器參數

由于霍爾傳感器的電位隨著激勵電流的增加而增加,因此總是希望在應用中選擇較大的1M激勵電流,但激勵電流增加,元件的功耗增加,并且組件的溫度增加。結果,霍爾傳感器電位的溫度漂移增加,因此每個模型都指定了相應的最大激勵電流,其范圍從幾毫安到幾百毫安。

(4)靈敏度K.

靈敏度KH=EH/IB,其值約為10MV(MA.T)。

(5)最大磁感應BM ---霍爾傳感器參數

當磁感應超過BM時,霍爾傳感器電位的非線性誤差將顯著增加,并且Tes(T)變為幾千高斯(Gs)(1Gs=104T)。

(6)等電位

在額定激勵電流F下,當施加的磁場為零時,這是由于四個偶極子的幾何尺寸的不對稱性。

(7)霍爾傳感器電位溫度系數6M的值通常為零?;魻杺鞲衅鬏敵龆酥g的開路電壓稱為非等電位。當使用橋接方法時,橋接方法用于補償由一定的磁感應強度和激勵電流引起的不等電位。當溫度變化1攝氏度時,霍爾傳感器電位的百分比變化弱于霍爾傳感器電位溫度系數,這與霍爾傳感器元件的材料有關。

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