第8章-霍尔传感器-《传感器技术与应用》.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2026/10/21,1,第,8,章 霍尔传感器,2026/10/21,2,引言,霍尔传感器是基于霍尔效应的一种传感器。,1879,年美国物理学家霍尔首先在金属材料中发现了霍尔效应，但由于金属材料的霍尔效应太弱而没有得到应用。,随着半导体技术的发展，开始用半导体材料制成霍尔元件，由于它的霍尔效应显著而得到应用和发展。,霍尔传感器广泛用于电磁测量、压力、加速度、振动等方面的测量。,2026/10/21,3,8.1,霍尔传感器的工作原理,金属或半导体薄片置于磁感应强度,B,的磁场（磁场方向垂直与薄片）中，当有电流,I,通过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势,U,H,，这种物理现象称为霍尔效应。该电势,U,H,称霍尔电势。,8.1.1,霍 尔 效 应,2026/10/21,4,霍尔效应,一块长为,L,、宽为,W,、厚为,d,的,N,型半导体薄片，位于磁感应强度为,B,的磁场中，,B,垂直于,L,-,W,平面，沿,L,通电流,I,，,N,型半导体的载流体,-,电子将受到,B,产生的洛仑兹力,F,B,的作用,2026/10/21,6,电场力阻止电子继续向原侧面积累，当电子所受电场力和洛仑兹力相等时，电荷的积累达到动态平衡，由于存在,E,H,，半导体片两侧面间出现电位差,U,H,，称为霍尔电势,2026/10/21,7,磁场与薄片法线夹角为,2026/10/21,8,常用的霍尔元件材料,锗、硅、砷化铟、锑化铟等半导体材料。其中,N,型锗容易加工制造，其霍尔系数、温度性能和线性度都较好。,N,型硅的线性度最好，其霍尔系数、温度性能同,N,型锗相近。锑化铟对温度最敏感，尤其在低温范围内温度系数大，但在室温时其霍尔系数较大。砷化铟的霍尔系数较小，温度系数也较小，输出特性线性度好。,2026/10/21,10,8.1.3,霍尔元件的主要参数,1.,额定功耗,2.,输入电阻,和输出电阻,3.,不平衡电势,4.,霍尔电势温度系数,5.,内阻温度系数,6.,灵敏度,1,主要特性参数,2026/10/21,11,8.1.4,霍尔元件的基本测量电路,2026/10/21,13,8.2.1,开关型集成霍尔传感器,霍尔片、引线和壳体组成,1.,开关型集成霍尔传感器的结构,2026/10/21,15,8.2.1,开关型集成霍尔传感器,3.,开关型集成霍尔传感器的工作特性,2026/10/21,16,8.2.1,开关型集成霍尔传感器,4.,开关型集成霍尔传感器的接口电路,2026/10/21,18,8.2.2 线性集成霍尔传感器,2.,线性集成霍尔传感器的主要技术特性,2026/10/21,19,8.3,霍尔传感器的应用,8.3.1,霍尔式位移传感器,2026/10/21,20,8.3,霍尔传感器的应用,8.3.2,霍尔式压力传感器,2026/10/21,21,8.3,霍尔传感器的应用,8.3.3,霍尔电子点火器,2026/10/21,22,常用传感器：,国产,YSH-1,型霍尔压力变送器,2026/10/21,24,ABS,的工作原理,1,车速齿轮传感器,2,压力调节器,3,控制器,2026/10/21,25,霍尔转速表,在被测转速的转轴上安装一个齿盘，也可选取机械系统中的一个齿轮，将线性型霍尔器件及磁路系统靠近齿盘。齿盘的转动使磁路的磁阻随气隙的改变而周期性地变化，霍尔器件输出的微小脉冲信号经隔直、放大、整形后可以确定被测物的转速。,S,N,线性霍尔,磁铁,2026/10/21,26,霍尔式接近开关,当磁铁的有效磁极接近、并达到动作距离时，霍尔式接近开关动作。霍尔接近开关一般还配一块钕铁硼磁铁。,2026/10/21,28,霍尔钳形电流表（交直流两用）,压舌,豁口,2026/10/21,29,课间休息！,