霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)原理而制成的電流和電壓傳感器。根據(jù)對(duì)霍爾電勢處理的方式不同,霍爾傳感器又可分為以下兩類:
第一類是直接將霍爾電勢做適當(dāng)放大處理以后提供給檢測儀器或控制設(shè)備,就是所謂的直接檢測式霍爾電流傳感器。這種傳感器耐壓等級(jí)高,成本低,性能穩(wěn)定,但精度受溫度變化影響大,動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性很不理想。我公司采用電路補(bǔ)償,圓滿解決以上問題。
第二類是磁場平衡式霍爾傳感器,它采用了單或雙霍爾元件,并工作在零磁通狀態(tài),且有以下特點(diǎn):①測量范圍寬,可測量各種電流,如直流、交流、脈沖電流等。②電氣隔離性能好。③測量精度高,線性度好。④抗外界電磁和溫度等因素的干擾能力強(qiáng)。⑤電流上升率大,響應(yīng)速度快。⑥過載能力強(qiáng)。⑦體積小,重量輕,安裝簡單、方便。目前的產(chǎn)品中以磁場平衡式霍爾傳感器為主。
霍爾傳感器用它可以檢測磁場及其變化,可在各種與磁場有關(guān)的場合中使用;魻杺鞲衅饕曰魻栃(yīng)為其工作基礎(chǔ),是由霍爾元件和它的附屬電路組成的集成傳感器。霍爾傳感器在工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和日常生活中有著非常廣泛的應(yīng)用。
一、霍爾效應(yīng)霍爾元件 霍爾傳感器:
(一)霍爾效應(yīng):
如〔圖1〕所示,在半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流I,并在薄片的垂直方向施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,則在垂直于電流和磁場的方向上,將產(chǎn)生電勢差為UH的霍爾電壓,它們之間的關(guān)系為。圖中d 為薄片的厚度,k稱為霍爾系數(shù),它的大小與薄片的材料有關(guān)。上述效應(yīng)稱為霍爾效應(yīng),它是德國物理學(xué)家霍爾于1879年研究載流導(dǎo)體在磁場中受力的性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。
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根據(jù)霍爾效應(yīng),人們用半導(dǎo)體材料制成霍爾元件。它具有對(duì)磁場敏感、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn),因此,在測量、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
(三)霍爾傳感器: