1、项目一项目一 开关量检测开关量检测本项目首先本项目首先学习霍尔传感器学习霍尔传感器的的工作原理工作原理、霍、霍尔元件的主要技术指标、霍尔尔元件的主要技术指标、霍尔集成电路集成电路的特性、霍的特性、霍尔传感器在检测技术中的尔传感器在检测技术中的应用应用。1.1 1.1 霍尔元件的结构及工作原理霍尔元件的结构及工作原理1.2 1.2 霍尔元件的主要技术指标霍尔元件的主要技术指标1.3 1.3 霍尔传感器集成电路霍尔传感器集成电路1.4 1.4 霍尔传感器的应用霍尔传感器的应用 霍尔元件霍尔元件 1.1 1.1 霍尔元件的结构及工作原理霍尔元件的结构及工作原理 1.1.1 1.1.1 霍尔效应霍尔效
2、应:霍尔发现,如果对位于磁场霍尔发现,如果对位于磁场(B)中的导体施加中的导体施加一个电压一个电压(V),该磁场的方向垂直于所施加电压的方向,那么,该磁场的方向垂直于所施加电压的方向,那么则在既与磁场垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另则在既与磁场垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另一个电压一个电压(EH),人们将这个电压叫做霍尔电压,产生这种现象,人们将这个电压叫做霍尔电压,产生这种现象被称为被称为霍尔效应霍尔效应。当磁场垂直于薄片时,电子受到洛仑兹力的当磁场垂直于薄片时,电子受到洛仑兹力的作用,作用,向内侧偏移,在半导体薄片向内侧偏移,在半导体薄片C、D方向的端方向的端面之间建
3、立起霍尔电势面之间建立起霍尔电势EH。C CA AB B霍尔效应演示霍尔效应演示D D1.1.21.1.2 霍尔传感器原理:霍尔传感器原理:产产生生霍霍尔尔效效应应原原因因是是根根据据电电磁磁感感应应定定律律,电电子子在在磁磁场场中中以以速速度度v运运动动时时,受受到到洛洛伦伦兹兹力力fL;fL与与电电子子的的电电菏菏量量e、运运动动速速度度v及及磁磁场场强强度度B成成正正比比;fL=evB;电电荷荷在在fL的的作作用用下下向向一一侧侧偏偏移移,在半导体薄片在半导体薄片C、D端面间形成感应电动势端面间形成感应电动势EH.C CD DE EH H1.1.21.1.2 霍尔传感器原理:霍尔传感器原
4、理:感感应应电电动动势势EH在在半半导导体体膜膜片片上上形形成成一一电电场场,根根据据电电磁磁感感应应定定律律,电电荷荷在在电电场场中中要要受受到到电电场场力力fE,fE与与电电荷荷电电量量的的多多少少、EH大大小及两电极间距有关。小及两电极间距有关。fE=eEH/bC CD DE EH H1.1.21.1.2 霍尔传感器原理:霍尔传感器原理:随随着着感感应应电电动动势势EH的的增增加加,fE不不断断增增加加,最最终终fL与与fE半半达达到到某某一平衡值,即:一平衡值,即:fL+fE=0设通过半导体的电流设通过半导体的电流I为为:I=-envbdC CD DE EH H(n n为单位体积的载流
5、子数量)为单位体积的载流子数量)E EH H=IBIB/end=/end=S SH HIBIBS SH H灵敏度系数灵敏度系数 1.1.3 霍尔元件材料霍尔元件材料:霍尔元件是霍尔元件是一种四端元件一种四端元件因:因:E EH H=IBIB/end/end1 1锗锗(Ge)(Ge),N N型及型及P P型均可。型均可。2 2硅硅(Si)(Si)N N型及型及P P型均可。型均可。3 3砷化铟砷化铟(InAs)(InAs)和锑化铟和锑化铟(InSb)(InSb),这两,这两种材料的特性很相似。种材料的特性很相似。霍尔元件材料为什么必须用半导体材料?霍尔元件材料为什么必须用半导体材料?用金属材料可
6、以么?用金属材料可以么?霍尔元件材料为什么必须用薄片?霍尔元件材料为什么必须用薄片?用厚片可以么?用厚片可以么?1.1.3霍尔元件材料霍尔元件材料:霍尔元件霍尔元件 磁感应强度B较大时的情况,作作用用在在半半导导体体薄薄片片上上的磁场强度的磁场强度B越强,霍尔电势也就越高。越强,霍尔电势也就越高。EH=SHIB1.1.41.1.4、影响霍尔电动势的因素、影响霍尔电动势的因素磁感应强度磁感应强度B B为零时的情况为零时的情况C CD DA AB B 磁磁感感应应强强度度B B较较小小时时的的情情况况,作作用用在在半半导导体体薄薄片片上上的的磁磁场场强强度度B B越小,霍尔电势也就越低。越小,霍尔
7、电势也就越低。E EH H=S=SH HIB IB 若若磁磁感感应应强强度度B B不不垂垂直直于于霍霍尔尔元元件件,而而是是与与其其法法线线成成某某一一角角度度 时时,实实际际上上作作用用于于霍霍尔尔元元件件上上的的有有效效磁磁感感应应强强度度是是其其法法线线方方向向(与与薄薄片片垂垂直直的的方方向向)的的分分量量,即即B Bcoscos,这时的霍尔电势为,这时的霍尔电势为:结论:霍尔电势与输入电流结论:霍尔电势与输入电流I、磁感应强度、磁感应强度B成正成正比,且当比,且当B的方向改变时,霍尔电势的方向也随之改变。的方向改变时,霍尔电势的方向也随之改变。如果所施加的磁场为交变磁场,则霍尔电势为
8、如果所施加的磁场为交变磁场,则霍尔电势为同频率同频率的交变电势的交变电势。E EH H=S=SH HIBcosIBcos 1.1.41.1.4、影响霍尔电动势的因素、影响霍尔电动势的因素1.2.1 1.2.1 最大最大磁感应强度磁感应强度BM 上图所示霍尔元件的线性范围是负的多少高斯至正的多少高斯?上图所示霍尔元件的线性范围是负的多少高斯至正的多少高斯?线性区线性区1.2.2 1.2.2 额定额定激励电流激励电流IH :使霍尔元件温升使霍尔元件温升1010所施加的控制电流值称为额所施加的控制电流值称为额定激励电流。通常用定激励电流。通常用I IH H表示。由于霍尔电势随激励电表示。由于霍尔电势
9、随激励电流增大而增大,故在应用中总希望选用较大的激励电流增大而增大,故在应用中总希望选用较大的激励电流。但激励电流增大,霍尔元件的功耗增大,元件的流。但激励电流增大,霍尔元件的功耗增大,元件的温度升高,从而引起霍尔电势的温度升高,从而引起霍尔电势的温漂温漂增大,因此每种增大,因此每种型号的元件均规定了相应的最大激励电流,它的数值型号的元件均规定了相应的最大激励电流,它的数值从几毫安至十几毫安。从几毫安至十几毫安。1.21.2霍尔元件的主要技术指标霍尔元件的主要技术指标1.2.31.2.3 输入电阻输入电阻R Ri i:它它是是指指控控制制电电流流极极间间的的电电阻阻值值。它它规规定定要要在在室
10、室温温(205)(205)的环境温度中测取。的环境温度中测取。1.2.41.2.4 输出电阻输出电阻RL L:它是指霍尔电极间的电阻值。规定中要求在它是指霍尔电极间的电阻值。规定中要求在(205)(205)的条件下测取。的条件下测取。当霍尔元件通以控制电流当霍尔元件通以控制电流I IH H而不加外磁场时,它的而不加外磁场时,它的霍尔输出端之间仍有空载电势存在,称为不等位电势。霍尔输出端之间仍有空载电势存在,称为不等位电势。1.2.1.2.5 5 不等位电势不等位电势E E0 01.2.61.2.6 寄生直流电势寄生直流电势V V0 0:当不加外磁场,控制电流改用额定交流电流时,当不加外磁场,控
11、制电流改用额定交流电流时,霍尔电极间的空载电势为直流与交流电势之和。其中霍尔电极间的空载电势为直流与交流电势之和。其中的交流霍尔电势与前述零位电势相对应,而直流霍尔的交流霍尔电势与前述零位电势相对应,而直流霍尔电势是个寄生量,称为寄生直流电势电势是个寄生量,称为寄生直流电势V V。1.2.71.2.7 热阻热阻R RQ Q:它表示在霍尔电极开路情况下,在霍尔元件上它表示在霍尔电极开路情况下,在霍尔元件上输入输入lmWlmW的电功率时产生的温升,单位为的电功率时产生的温升,单位为/mW/mW。所。所以称它为热阻是因为这个温升的大小在一定条件下以称它为热阻是因为这个温升的大小在一定条件下与电阻有关
12、与电阻有关。1.3 1.3 霍尔传感器集成电路霍尔传感器集成电路 霍尔集成电路可分为霍尔集成电路可分为线性型线性型和和开关型开关型两大类两大类。线性型集成电路是将线性型集成电路是将霍尔霍尔元件元件和和恒流源恒流源、线性差动放大线性差动放大器器等做在一个芯片上,输出电等做在一个芯片上,输出电压为伏级,比直接使用霍尔元压为伏级,比直接使用霍尔元件方便得多。较典型的线性型件方便得多。较典型的线性型霍尔器件如霍尔器件如UGN3501等。等。线性型三端线性型三端 霍尔集成电路霍尔集成电路1.3.1.3.1 1 线性型霍尔传感器特性线性型霍尔传感器特性1.3.1 线性型霍尔传感器特性线性型霍尔传感器特性
13、 右图示出了具有双右图示出了具有双端差动输出特性的线性端差动输出特性的线性霍尔器件的输出特性曲霍尔器件的输出特性曲线。当磁场为零时,它线。当磁场为零时,它的输出电压等于零;当的输出电压等于零;当感受的磁场为正向(磁感受的磁场为正向(磁钢的钢的S S极对准霍尔器件极对准霍尔器件的正面)时,的正面)时,输出为输出为正;磁场反向时,输出正;磁场反向时,输出为负。为负。请画出线性范围请画出线性范围1.3.2、开关型霍尔传感器集成电路、开关型霍尔传感器集成电路开关型霍尔集成电路是将开关型霍尔集成电路是将霍尔元件霍尔元件、稳稳压电路压电路、放大器、施密特触发器、放大器、施密特触发器、OC门(集门(集电极开
14、路输出门电极开路输出门)等电路做在同一个芯片上。)等电路做在同一个芯片上。当外加磁场强度超过规定的工作点时,当外加磁场强度超过规定的工作点时,OC门门由高阻态变为导通状态,输出变为低电平;由高阻态变为导通状态,输出变为低电平;当外加磁场强度低于释放点时,当外加磁场强度低于释放点时,OC门重新变门重新变为高阻态,输出高电平。较典型的开关型霍为高阻态,输出高电平。较典型的开关型霍尔器件如尔器件如UGN3020等。等。VccVccOCOC门门施密特施密特触发电路触发电路 双端输入双端输入 单端输出运放单端输出运放霍尔霍尔 元件元件.开关型霍尔集成电路的外形及内部电路开关型霍尔集成电路的外形及内部电路
15、1.3.2、开关型霍尔传感器集成电路、开关型霍尔传感器集成电路开关型霍尔集成电路开关型霍尔集成电路与继电器的接线与继电器的接线?开关型霍尔集成电路的史密特输出特性开关型霍尔集成电路的史密特输出特性 回差越回差越大,抗振动大,抗振动干扰能力就干扰能力就越强。越强。当磁铁从远到近地接近霍尔当磁铁从远到近地接近霍尔IC,到多少特斯拉时输出,到多少特斯拉时输出翻转?当磁铁从近到远地远离霍尔翻转?当磁铁从近到远地远离霍尔IC,到多少特斯拉时输出,到多少特斯拉时输出再次翻转?回差为多少特斯拉?相当于多少高斯(再次翻转?回差为多少特斯拉?相当于多少高斯(Gs)?)?1.3.2、开关型霍尔传感器集成电路、开关
16、型霍尔传感器集成电路 1.4 1.4 霍尔传感器的应用霍尔传感器的应用霍尔电势是关于霍尔电势是关于I I、B B、三个变量的函数,即三个变量的函数,即 E EH H=S=SH HIBcosIBcos 。利用这个关系可以使其中两个量不变,。利用这个关系可以使其中两个量不变,将第三个量作为变量,或者固定其中一个量,其余两将第三个量作为变量,或者固定其中一个量,其余两个量都作为变量。这使得霍尔传感器有许多用途。个量都作为变量。这使得霍尔传感器有许多用途。霍尔传感器优点:霍尔传感器优点:磁场敏感磁场敏感、结构简单结构简单、体积小体积小、频率频率响应宽响应宽、输出电压变化大输出电压变化大和使用和使用寿命
17、长寿命长等优点,因此,等优点,因此,在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。的应用。讫今为止,已在现代汽车上广泛应用的霍尔器件有:分电器上作信号传感器分电器上作信号传感器;ABS系统中的速度传感器系统中的速度传感器;汽车速度表和里程表汽车速度表和里程表;液体物理量检测器液体物理量检测器;各种用电负载的电流检测及工作状态诊断各种用电负载的电流检测及工作状态诊断;发动机转速及曲轴角度传感器发动机转速及曲轴角度传感器;各种开关,等等各种开关,等等;n霍尔器件通过检测磁场变化,转变为电信号输出,可用于监视和测量汽车各部件运行参数的变化。例如位
18、置、位移、角度、角速度、转速位置、位移、角度、角速度、转速等等,并可将这些变量进行二次变换;可测量压力、质量、液位、流速、流量等。霍尔器件输出量直接与电控单元接口,可实现自动检测。目前的霍尔器件都可承受一定的振动,可在零下40摄氏度到零上150摄氏度范围内工作,全部密封不受水油污染,完全能够适应汽车的恶劣工作环境。1.4 霍尔传感器的应用霍尔传感器的应用 1 1、霍尔接近开关、霍尔接近开关2 2、霍尔特斯拉计(高斯计)、霍尔特斯拉计(高斯计)3 3、霍尔转速表、霍尔转速表4 4、霍尔式无触点汽车电子点火装置、霍尔式无触点汽车电子点火装置5 5、霍尔式无刷电动机、霍尔式无刷电动机6 6、霍尔式电
19、流传感器、霍尔式电流传感器7 7、霍尔钳形电流表、霍尔钳形电流表8 8、霍尔式位移传感器、霍尔式位移传感器9 9、霍尔式压力传感器、霍尔式压力传感器n1、霍尔接近开关、霍尔接近开关 霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关,叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时,开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化,由此识别附近有磁性物体存在,进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。1、霍尔接式近开关、霍尔接式近开关 当磁铁的有效磁极接当磁铁的有效磁极接近、并达到动作距离时,近、并达到动作距离时,霍尔式接近开关动作。霍霍尔式接近开关动作。霍尔接近开关一般还
20、配一块尔接近开关一般还配一块钕铁硼磁铁。钕铁硼磁铁。用霍尔用霍尔ICIC也能完成接近开关的功能,但是它只能也能完成接近开关的功能,但是它只能用于铁磁材料的检测,并且还需要建立一个较强的闭用于铁磁材料的检测,并且还需要建立一个较强的闭合磁场。合磁场。在右图中,当磁铁随运在右图中,当磁铁随运动部件移动到距霍尔接近开动部件移动到距霍尔接近开关几毫米时,霍尔关几毫米时,霍尔ICIC的输出的输出由高电平变为低电平,经驱由高电平变为低电平,经驱动电路使继电器吸合或释放,动电路使继电器吸合或释放,控制运动部件停止移动(否控制运动部件停止移动(否则将撞坏霍尔则将撞坏霍尔ICIC)起到限位)起到限位的作用的作用
21、1、霍尔接式近开关、霍尔接式近开关霍尔式接近开关用于转速测量演霍尔式接近开关用于转速测量演示示n=6060f4(r/min)软铁分流翼片软铁分流翼片 开关型霍尔开关型霍尔ICIC T T1、霍尔接式近开关、霍尔接式近开关2、霍尔特斯拉计(高斯计)、霍尔特斯拉计(高斯计)霍尔元件霍尔元件霍尔高斯计(特斯拉计)的使用霍尔高斯计(特斯拉计)的使用霍尔元件霍尔元件磁铁磁铁2 2、霍尔特斯拉计(高斯计)、霍尔特斯拉计(高斯计)霍尔传感器用于测量磁场强度霍尔传感器用于测量磁场强度霍尔元件霍尔元件测量铁心测量铁心气隙的气隙的B值值2 2、霍尔特斯拉计(高斯计)、霍尔特斯拉计(高斯计)3、霍尔转速表、霍尔转
22、速表 在被测转速的转轴上安装一个齿盘,也可选取机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、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。放大、整形后可以确定被测物的转速。S SN N线性霍尔线性霍尔磁铁磁铁 当齿对准霍尔元件时,磁力线集中穿过霍尔当齿对准霍尔元件时,磁力线集中穿过霍尔元件,可产生较大的霍尔电动势,放大、整形后元件,
23、可产生较大的霍尔电动势,放大、整形后输出高电平;反之,当齿轮的空挡对准霍尔元件输出高电平;反之,当齿轮的空挡对准霍尔元件时,输出为低电平。时,输出为低电平。霍尔转速表原理霍尔转速表原理3、霍尔转速表、霍尔转速表 若汽车在刹车时车轮被抱死,将产生危险。若汽车在刹车时车轮被抱死,将产生危险。用霍尔转速传感器来检测车轮的转动状态有助于用霍尔转速传感器来检测车轮的转动状态有助于控制刹车力的大小。控制刹车力的大小。带有微带有微型磁铁型磁铁的霍尔的霍尔传感器传感器钢质钢质霍尔霍尔霍尔转速传感器在汽车防抱死装置(霍尔转速传感器在汽车防抱死装置(ABSABS)中的应用)中的应用 3、霍尔转速表、霍尔转速表霍尔
24、转速表的其他安装方法霍尔转速表的其他安装方法 只要黑色金属旋转体的表面存在缺口或突只要黑色金属旋转体的表面存在缺口或突起,就可产生磁场强度的脉动,从而引起霍尔电起,就可产生磁场强度的脉动,从而引起霍尔电势的变化,产生转速信号。势的变化,产生转速信号。霍尔元件霍尔元件磁铁磁铁3、霍尔转速表、霍尔转速表4、霍尔式无触点汽车电子点火装置霍尔式无触点汽车电子点火装置 采用霍尔式无采用霍尔式无触点电子点火装置能触点电子点火装置能较好地克服汽车合金较好地克服汽车合金触点点火时间不准确、触点点火时间不准确、触点易烧坏、高速时触点易烧坏、高速时动力不足等缺点。动力不足等缺点。汽车点火线圈汽车点火线圈高压输出接
25、头高压输出接头12V低压电源输入接头低压电源输入接头4、霍尔式无触点汽车电子点火装置、霍尔式无触点汽车电子点火装置工作原理工作原理 采用霍尔式无触点电子点火装置无磨损、点火采用霍尔式无触点电子点火装置无磨损、点火时间准确、高速时动力足。时间准确、高速时动力足。桑塔纳汽车霍尔式分电器示意图桑塔纳汽车霍尔式分电器示意图1-1-触发器叶片触发器叶片2-槽口槽口3-分电器转轴分电器转轴4-永久磁铁永久磁铁5-霍尔集成电路(霍尔集成电路(PNP型霍尔型霍尔IC)a a)带缺口的触发器叶片)带缺口的触发器叶片b)触发器叶片与永久磁铁及霍尔集成)触发器叶片与永久磁铁及霍尔集成电路之间的安装关系电路之间的安装
26、关系 c c)叶片位置与点火正时的关系)叶片位置与点火正时的关系 当叶片遮挡在霍尔当叶片遮挡在霍尔ICIC面前时,面前时,PNPPNP型霍尔型霍尔ICIC的输出为低电平,晶体管的输出为低电平,晶体管功率开关处于导通状态,点火线圈低压侧有较大电流通过,并以磁场能量的功率开关处于导通状态,点火线圈低压侧有较大电流通过,并以磁场能量的形式储存在点火线圈的铁心中。形式储存在点火线圈的铁心中。汽车电子点火电路及波形汽车电子点火电路及波形 1点火开关点火开关2达林顿晶体管功率开关达林顿晶体管功率开关3点火线圈低压侧点火线圈低压侧4点火线圈铁心点火线圈铁心5点火线圈高压侧点火线圈高压侧6分火头分火头7火花塞
27、火花塞 a a)电路)电路b)霍尔)霍尔IC及点火线圈高压侧输出波形及点火线圈高压侧输出波形当叶片槽口转到当叶片槽口转到霍尔霍尔IC面前时,霍尔面前时,霍尔IC输出跳变为高电平,输出跳变为高电平,经反相变为低电平,经反相变为低电平,达林顿管截止,切断达林顿管截止,切断点火线圈的低压侧电点火线圈的低压侧电流。由于没有续流元流。由于没有续流元件,所以存储在点火件,所以存储在点火线圈铁心中的磁场能线圈铁心中的磁场能量在高压侧感应出量在高压侧感应出3050kV的高电压。的高电压。4、霍尔式无触点汽车电子点火装置、霍尔式无触点汽车电子点火装置汽车电子点火装置使用的汽车电子点火装置使用的点火控制器、霍尔传
28、感器及点火总成点火控制器、霍尔传感器及点火总成磁铁磁铁点火总成点火总成4、霍尔式无触点汽车电子点火装置、霍尔式无触点汽车电子点火装置5、霍尔式无刷电动机、霍尔式无刷电动机 霍尔式无刷电动机取消了换霍尔式无刷电动机取消了换向器和电刷,而采用霍尔元件来检向器和电刷,而采用霍尔元件来检测转子和定子之间的相对位置,其测转子和定子之间的相对位置,其输出信号经放大、整形后触发电子输出信号经放大、整形后触发电子线路,从而控制电枢电流的换向,线路,从而控制电枢电流的换向,维持电动机的正常运转。由于无刷维持电动机的正常运转。由于无刷电动机不产生电火花及电刷磨损等电动机不产生电火花及电刷磨损等问题,所以它在问题,
29、所以它在录像机、录像机、CD唱机唱机、光驱等家用电器中得到越来越广泛光驱等家用电器中得到越来越广泛的应用。的应用。普通直流电动机使用普通直流电动机使用的电刷和换向器的电刷和换向器无刷电动机在电动自行车上的应用无刷电动机在电动自行车上的应用电动自行车电动自行车可充电可充电电池组电池组无刷电动机无刷电动机5、霍尔式无刷电动机、霍尔式无刷电动机无刷直流电动机无刷直流电动机的的外转子采用高性能外转子采用高性能钕铁硼稀土永磁材料;钕铁硼稀土永磁材料;三个霍尔三个霍尔位置传感器位置传感器产生六个状态编码信产生六个状态编码信号,控制逆变桥各功号,控制逆变桥各功率管通断,使三相内率管通断,使三相内定子线圈与外
30、转子之定子线圈与外转子之间产生连续转矩,具间产生连续转矩,具有效率高、无火花、有效率高、无火花、可靠性强等特点。可靠性强等特点。无刷电动机在电动自行车上的应用无刷电动机在电动自行车上的应用5、霍尔式无刷电动机、霍尔式无刷电动机电动自行车的电动自行车的无刷电动机及控制电路无刷电动机及控制电路 去速度去速度控制器控制器利用利用PWM调速调速5、霍尔式无刷电动机、霍尔式无刷电动机光驱用的无刷电动机内部结构光驱用的无刷电动机内部结构5、霍尔式无刷电动机、霍尔式无刷电动机霍尔电流传感器霍尔电流传感器 将被测电流的将被测电流的导线穿过霍尔电流导线穿过霍尔电流传感器的检测孔。传感器的检测孔。当有电流通过导线
31、当有电流通过导线时,在导线周围将时,在导线周围将产生磁场,磁力线产生磁场,磁力线集中在铁心内,并集中在铁心内,并在铁心的缺口处穿在铁心的缺口处穿过霍尔元件,从而过霍尔元件,从而产生与电流成正比产生与电流成正比的霍尔电压。的霍尔电压。6、霍尔式电流传感器、霍尔式电流传感器霍尔电流传感器演示霍尔电流传感器演示铁心铁心 线性霍尔线性霍尔IC EH=SHIB 所实现的多媒体界面:所实现的多媒体界面:其他霍尔其他霍尔电流传感器电流传感器6、霍尔式电流传感器、霍尔式电流传感器其他霍尔电流其他霍尔电流传感器传感器6、霍尔式电流传感器、霍尔式电流传感器压舌压舌豁口豁口霍尔钳形电流表(交直流两用)霍尔钳形电流表
32、交直流两用)7 7、霍尔钳形电流表、霍尔钳形电流表霍尔钳形电流表演示霍尔钳形电流表演示直流直流200A量程量程被测电流的被测电流的导线未放入导线未放入铁心时示值铁心时示值为零为零70.9A70.9A7 7、霍尔钳形电流表、霍尔钳形电流表钳形表的环形铁钳形表的环形铁心可以张开,心可以张开,导线由此穿过导线由此穿过霍尔钳形霍尔钳形电流表演示电流表演示霍尔钳形霍尔钳形电流表演示电流表演示霍尔钳形霍尔钳形电流表演示电流表演示70.9A70.9A霍尔钳形电流表的使用霍尔钳形电流表的使用被测电流的导线从此处穿入钳被测电流的导线从此处穿入钳形表的环形铁心形表的环形铁心手指按下此处,将钳形表的手指按下此处,
33、将钳形表的铁心张开铁心张开将被测电流导线逐根夹将被测电流导线逐根夹到钳形表的环形铁心中到钳形表的环形铁心中将空调电源的将空调电源的“三芯护套线三芯护套线”夹到钳形表的环形铁心中,钳夹到钳形表的环形铁心中,钳形表的示值为多少?为什么?形表的示值为多少?为什么?霍尔钳形电流表的使用(续)霍尔钳形电流表的使用(续)叉形叉形钳形表钳形表漏磁稍大,漏磁稍大,但使用方便但使用方便 用用钳形表测量钳形表测量电动机的相电流电动机的相电流霍尔式电流霍尔式电流谐波分析仪谐波分析仪 被测电流的被测电流的谐波频谱谐波频谱铁心的铁心的 开合缝隙开合缝隙 铁心的铁心的 杠杆压舌杠杆压舌霍尔式位移传感器原理示意图霍尔式位移传感器原理示意图8 8、霍尔式位移传感器、霍尔式位移传感器霍尔式压力传感器结钩原理图及磁钢外形霍尔式压力传感器结钩原理图及磁钢外形9 9 霍尔式压力传感器霍尔式压力传感器思考题:1、霍尔效应原理如何用于高楼供水自动控制系统。检测水箱最高水位及最底水位?2、霍尔效应原理如何用于检测汽车车高。检测汽车空载至满载的高度变化?3、霍尔效应原理还用于汽车上哪些传感器?






