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霍爾原理,霍爾原理

來源:整理 時間:2024-12-10 02:04:26 編輯:智能門戶 手機版

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1,霍爾原理

通過電流的半導(dǎo)體在垂直電流方向的磁場作用下,在與電流和磁場垂直的方向上形成電荷積累和出現(xiàn)電勢差的現(xiàn)象。

霍爾原理

2,通俗地介紹一下霍爾效應(yīng)的原理通俗不要從網(wǎng)上找

電荷在垂直于磁場運動時受到洛侖茲力,洛侖茲里讓電荷偏轉(zhuǎn)。當(dāng)一塊導(dǎo)體通有電流,電流方向就是電荷運動的方向,電荷運動受到洛侖茲力偏轉(zhuǎn),造成電荷導(dǎo)體一側(cè)積累,根據(jù)左手定則判斷電荷運動方向,于是,在垂直于電流和磁場方向,形成了一個特殊現(xiàn)象,就是電荷不斷的移動到導(dǎo)體一側(cè),直到電場力和洛侖茲力平衡。如果此時接有電壓表,那么會測出導(dǎo)體橫向上有電壓。
首先要清楚洛倫茲力是運動于電磁場的帶電粒子所受的力,所以只有運動的帶電粒子才會在電磁場中受到洛倫茲力的作用。在金屬導(dǎo)體中運動的粒子就是帶負電的電子,你給的圖中也說明了電子是向下運動的。帶正電粒子(空穴)自身不移動所以不受洛倫茲力影響,它相對運動的方向就是電子運動的反方向。

通俗地介紹一下霍爾效應(yīng)的原理通俗不要從網(wǎng)上找

3,霍爾效應(yīng)原理

首先要清楚洛倫茲力是運動于電磁場的帶電粒子所受的力,所以只有運動的帶電粒子才會在電磁場中受到洛倫茲力的作用。在金屬導(dǎo)體中運動的粒子就是帶負電的電子,你給的圖中也說明了電子是向下運動的。帶正電粒子(空穴)自身不移動所以不受洛倫茲力影響,它相對運動的方向就是電子運動的反方向。
霍爾效應(yīng)的原理是:固體材料中的載流子在外加磁場中運動時,因為受到洛侖茲力的作用而使軌跡發(fā)生偏移,并在材料兩側(cè)產(chǎn)生電荷積累,形成垂直于電流方向的電場,最終使載流子受到的洛侖茲力與電場斥力相平衡,從而在兩側(cè)建立起一個穩(wěn)定的電勢差即霍爾電壓。正交電場和電流強度與磁場強度的乘積之比就是霍爾系數(shù)。平行電場和電流強度之比就是電阻率。大量的研究揭示:參加材料導(dǎo)電過程的不僅有帶負電的電子,還有帶正電的空穴。

霍爾效應(yīng)原理

4,什么是霍爾原理

霍爾效應(yīng)的原理是:固體材料中的載流子在外加磁場中運動時,因為受到洛侖茲力的作用而使軌跡發(fā)生偏移,并在材料兩側(cè)產(chǎn)生電荷積累,形成垂直于電流方向的電場,最終使載流子受到的洛侖茲力與電場斥力相平衡,從而在兩側(cè)建立起一個穩(wěn)定的電勢差即霍爾電壓。正交電場和電流強度與磁場強度的乘積之比就是霍爾系數(shù)。平行電場和電流強度之比就是電阻率。大量的研究揭示:參加材料導(dǎo)電過程的不僅有帶負電的電子,還有帶正電的空穴。
霍爾效應(yīng)在應(yīng)用技術(shù)中特別重要?;魻柊l(fā)現(xiàn),如果對位于磁場(b)中的導(dǎo)體(d)施加一個電壓(iv),該磁場的方向垂直于所施加電壓的方向,那么則在既與磁場垂直又和所施加電流方向垂直的方向上會產(chǎn)生另一個電壓(uh),人們將這個電壓叫做霍爾電壓,產(chǎn)生這種現(xiàn)象被稱為霍爾效應(yīng)。好比一條路, 本來大家是均勻的分布在路面上, 往前移動. 當(dāng)有磁場時, 大家可能會被推到靠路的右邊行走. 故路 (導(dǎo)體) 的兩側(cè), 就會產(chǎn)生電壓差. 這個就叫“霍爾效應(yīng)”。根據(jù)霍爾效應(yīng)做成的霍爾器件,就是以磁場為工作媒體,將物體的運動參量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字電壓的形式輸出,使之具備傳感和開關(guān)的功能。 訖今為止,已在現(xiàn)代汽車上廣泛應(yīng)用的霍爾器件有:在分電器上作信號傳感器、abs系統(tǒng)中的速度傳感器、汽車速度表和里程表、液體物理量檢測器、各種用電負載的電流檢測及工作狀態(tài)診斷、發(fā)動機轉(zhuǎn)速及曲軸角度傳感器、各種開關(guān),等等。 例如汽車點火系統(tǒng),設(shè)計者將霍爾傳感器放在分電器內(nèi)取代機械斷電器,用作點火脈沖發(fā)生器。這種霍爾式點火脈沖發(fā)生器隨著轉(zhuǎn)速變化的磁場在帶電的半導(dǎo)體層內(nèi)產(chǎn)生脈沖電壓,控制電控單元(ecu)的初級電流。相對于機械斷電器而言,霍爾式點火脈沖發(fā)生器無磨損免維護,能夠適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境,還能精確地控制點火正時,能夠較大幅度提高發(fā)動機的性能,具有明顯的優(yōu)勢。 用作汽車開關(guān)電路上的功率霍爾電路,具有抑制電磁干擾的作用。許多人都知道,轎車的自動化程度越高,微電子電路越多,就越怕電磁干擾。而在汽車上有許多燈具和電器件,尤其是功率較大的前照燈、空調(diào)電機和雨刮器電機在開關(guān)時會產(chǎn)生浪涌電流,使機械式開關(guān)觸點產(chǎn)生電弧,產(chǎn)生較大的電磁干擾信號。采用功率霍爾開關(guān)電路可以減小這些現(xiàn)象。 霍爾器件通過檢測磁場變化,轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵?,可用于監(jiān)視和測量汽車各部件運行參數(shù)的變化。例如位置、位移、角度、角速度、轉(zhuǎn)速等等,并可將這些變量進行二次變換;可測量壓力、質(zhì)量、液位、流速、流量等?;魻柶骷敵隽恐苯优c電控單元接口,可實現(xiàn)自動檢測。目前的霍爾器件都可承受一定的振動,可在零下40攝氏度到零上150攝氏度范圍內(nèi)工作,全部密封不受水油污染,完全能夠適應(yīng)汽車的惡劣工作環(huán)境。

5,霍爾傳感器的作用與原理

直測式霍爾電流傳感器原邊電流Ip產(chǎn)生的磁通量聚集在磁路中,并由霍爾器件檢測出霍爾電壓信號,經(jīng)過放大器放大,該電壓信號精確地反映原邊電流。磁平衡霍爾電流傳感器原邊電流Ip產(chǎn)生的磁通量與霍爾電壓經(jīng)放大產(chǎn)生的副邊電流Is通過副邊線圈所產(chǎn)生的磁通量相平衡。副邊電流Is精確地反映原邊電流。磁平衡霍爾電壓傳感器原邊電壓Vp通過原邊電阻R1轉(zhuǎn)換為原邊電流Ip,Ip產(chǎn)生的磁通量與霍爾電壓經(jīng)放大產(chǎn)生的副邊電流Is通過副邊線圈所產(chǎn)生的磁通量相平衡。副邊電流Is精確地反映原邊電壓?;魻栯娏麟妷簜鞲衅魈攸c 》》》◎ 直測式霍爾電流傳感器(50A……10000A)Ⅰ、測量頻率: 0……50KHzⅡ、反應(yīng)時間: <7uSⅢ、線性度: 1%Ⅳ、電源耗電少◎ 磁平衡霍爾電流傳感器(1A……1000A)Ⅰ、測量頻率: 0……150KHzⅡ、精度: 0.2%Ⅲ、反應(yīng)時間: <1uSⅣ、線性度好: 0.1%磁平衡霍爾電壓傳感器Ⅰ、測量頻率: 0……20KHzⅡ、線性度好: 0.1%Ⅲ、反應(yīng)時間: 40uS 使用傳感器模塊注意事項 》》》◎ 傳感器模塊在使用時,應(yīng)先接通副邊電源,再接通原邊電流或電壓?!?在選用傳感器模塊時,要根據(jù)測量范圍、精度、反應(yīng)時間及接線方式等參數(shù),選用不同型號的傳感器?!?測量電流時,最好使用單根導(dǎo)線充滿傳感器模塊孔徑,以便得到最佳的動態(tài)性能和靈敏度?!?傳感器模塊的最佳測量精度是額定值下測得的,當(dāng)測量值低于額定值時,原邊用多匝繞線,使總的安匝數(shù)接近額定值,從而獲得最佳測量精度?!?電流母線溫度不得超過100度。傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域 》》》◎ 逆變電焊機◎ 通訊或UPS電源◎ 電力機車◎ 數(shù)控機床◎ 伺服系統(tǒng)◎ 變頻器◎ 家用變頻◎ 軍用裝備
霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器?;魻栃?yīng)是磁電效應(yīng)的一種,這一現(xiàn)象是霍爾于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機構(gòu)時發(fā)現(xiàn)的?! 』魻杺鞲衅鞴ぷ髟恚捍艌鲋杏幸粋€霍爾半導(dǎo)體片,恒定電流I從A到B通過該片。在洛侖茲力的作用下,I的電子流在通過霍爾半導(dǎo)體時向一側(cè)偏移,使該片在CD方向上產(chǎn)生電位差,這就是所謂的霍爾電壓?! 』魻栯妷弘S磁場強度的變化而變化,磁場越強,電壓越高,磁場越弱,電壓越低,霍爾電壓值很小,通常只有幾個毫伏,但經(jīng)集成電路中的放大器放大,就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號。若使霍爾集成電路起傳感作用,需要用機械的方法來改變磁場強度?;魻柤呻娐返妮敵鲭妷旱淖兓?,就能表示出葉輪驅(qū)動軸的某一位置,利用這一工作原理,可將霍爾集成電路片用作用點火正時傳感器。霍爾效應(yīng)傳感器屬于被動型傳感器,它要有外加電源才能工作,這一特點使它能檢測轉(zhuǎn)速低的運轉(zhuǎn)情況。
1.霍爾效應(yīng)與其物理現(xiàn)象的應(yīng)用綜述:在磁場力作用下,在金屬或通電半導(dǎo)體中將產(chǎn)生霍耳效應(yīng),其輸出電壓與磁場強度成正比?;诨舳?yīng)的霍耳傳感器常用于測量磁場強度,其測量范圍從10oe到幾千奧斯特。盡管人們早在1879年就知道了霍耳效應(yīng),但直到20世紀60年代末期,隨著固態(tài)電子技術(shù)的發(fā)展,霍耳效應(yīng)才開始被人們所應(yīng)用。自此,霍耳傳感器也得到了飛速的發(fā)展,并在汽車、工業(yè)、計算機等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,如齒輪速度檢測、運動與接近檢測及電流檢測等?;舳鷤鞲衅鞯某霈F(xiàn),解決了許多以往讓人感到棘手的問題。

6,霍爾原件的物理原理和應(yīng)用

來之不易,希望采納一、 霍爾效應(yīng)原理(一)經(jīng)典霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)是載流試樣在與之垂直的磁場中由于載流子受洛侖茲力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)而在垂直于電流和磁場方向的試樣的兩個端面上出現(xiàn)等量異號電荷而產(chǎn)生橫向電勢差U的現(xiàn)象。電勢差U稱為霍爾電壓,E稱為霍爾電場強度。此時的載流子既受到洛倫茲力作用又受到與洛倫茲力方向相反的霍爾電場力作用,當(dāng)載流子所受的洛倫茲力與霍爾電場力相等時,霍爾電壓保持相對穩(wěn)定。如圖1 所示,將載流導(dǎo)體板放在磁場中,使磁場方向垂直于電流方向,在導(dǎo)體板兩側(cè)ab 之間就會出現(xiàn)橫向電勢差U。1.霍爾元件的特點?;魻栐慕Y(jié)構(gòu)牢固,體積小,重量輕,壽命長,安裝方便,功耗小,頻率高(可達1MHZ),耐震動,不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕,調(diào)試方便等?;魻栐陀谰么朋w都能在很寬的溫度范圍(-40℃~1 50℃)、很強的振動沖擊條件下工作,且磁場不受一般介質(zhì)的阻隔。另外它的變換器組件能夠和相關(guān)的信號處理電路集成到同一片硅片上,體積小,成本低,且具有較好的抗電磁干擾性能。 2.霍爾元件的分類。按照霍爾元件的結(jié)構(gòu)可分為:一維霍爾元件、二維霍爾元件和三維霍爾元件。一維霍爾元件又被稱為單軸霍爾元件,它的主要參數(shù)是靈敏度、工作溫度和頻率響應(yīng)。運用此類器件時,就可將與適當(dāng)?shù)男〈配撘黄疬\動的物體的位置、位移、速度、角度等信息以電信號的形式傳感出來,達到了自動測量與控制的目的。二維霍爾元件的結(jié)構(gòu)是二維平面,也被稱為平面霍爾元件;三維霍爾元件通常被稱為非平面霍爾元件?;魻栐垂δ芸煞譃椋壕€形元件、開關(guān)、鎖存器和專用傳感器。如圖人們在利用霍爾效應(yīng)原理開發(fā)的各種霍爾元件已廣泛應(yīng)用于精密測磁、自動化控制、通信、計算機、航天航空等工業(yè)部門及國防領(lǐng)域。按被檢測的對象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。直接應(yīng)用是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性,間接應(yīng)用是檢測受檢對象上人為設(shè)置的磁場,用這個磁場來作被檢測的信息的載體,通過它將許多非電、非磁的物理量,如力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時間等,轉(zhuǎn)變成電量來進行檢測和控制。 1. 醫(yī)學(xué)方面的運用(1)利用霍爾效應(yīng),科學(xué)家研制了一種精密的電磁流量計—測量血液流速的儀器。如圖4,利用電磁流量計,可以較為準確地測得流過血管的血流量。但是電磁流量計測量是一種損傷性的方法,使用時要將被測血管暴露在體外,它常常用于動物的實驗和心臟、動脈手術(shù)中測定血流速度和血流量。(2)電磁泵是一種利用作用在導(dǎo)電液體上的磁場力來運送導(dǎo)電液體的裝置。如圖5,這種泵在醫(yī)學(xué)上常被用來輸送血液或其他電解質(zhì)溶液,由于這種裝置沒有任何機械運動部件,不會使血液中細胞受到損害,而且可以全部密封,避免了污染。在人工心肺機和人工腎裝置中常用它來輸送血液。2.日常生活中的應(yīng)用   錄音機的換向機構(gòu)就是使用霍爾傳感器檢測磁帶終點并完成自動換向功能的;錄像機中的磁鼓電機常采用銻化銦霍爾元件;洗衣機中的電動機主要依靠霍爾傳感器檢測與控制電動機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向功能?;魻栭_關(guān)類傳感器還用于電飯煲、氣爐的溫度控制和電冰箱的除霜等方面。大量應(yīng)用于影碟機、VCD等家用電器和儀表中的霍爾電機是一種無刷電機,它是利用轉(zhuǎn)速變化信號控制霍爾電壓信號變化,從而調(diào)節(jié)驅(qū)動電路驅(qū)動管中的工作電流,即調(diào)節(jié)電動機定子繞組電流,實現(xiàn)對電動機轉(zhuǎn)速與穩(wěn)速的控制,克服了一般帶電刷或整流子直流電機不能達到轉(zhuǎn)速穩(wěn)、壽命長、噪聲小的致命弱點?;魻栃?yīng)動感檢測器與電子線路組裝可制成報警器,帶在老人或消防人員身上,當(dāng)出現(xiàn)昏迷、跌倒等危險情形時可報警發(fā)出聲響,還可用來裝在汽車或摩托車上,達到防盜目的。   3.工程技術(shù)中的應(yīng)用   (1)測量電流強度。將霍爾器件的輸出(必要時可進行放大)送到經(jīng)校準的顯示器上,即可由霍爾輸出電壓的數(shù)值直接得出被測電流值。這種方式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,測量結(jié)果的精度和線性度都較高??蓽y直流、交流和各種波形的電流。在現(xiàn)在的工業(yè)現(xiàn)場,霍爾電流傳感器是電流檢測的首選產(chǎn)品。 (2)測量微小位移。若令霍爾元件的工作電流保持不變,而使其在一個均勻梯度磁場中移動,它輸出的霍爾電壓UH值只由它在該磁場中的位移量來決定。產(chǎn)生梯度磁場的磁系統(tǒng)及其與霍爾器件組成的位移傳感器,將它們固定在被測系統(tǒng)上,可構(gòu)成霍爾微位移傳感器。用霍爾元件測量位移具有靈敏度高,慣性小、頻響快、工作可靠、壽命長等優(yōu)點,但工作距離較小。以微位移檢測為基礎(chǔ),可以構(gòu)成壓力、應(yīng)力、應(yīng)變、機械振動、加速度、重量、稱重等霍爾傳感器。 (3)壓力傳感器?;魻枆毫鞲衅饔蓮椥栽?,磁系統(tǒng)和霍爾元件等部分組成,加上壓力后,使磁系統(tǒng)和霍爾元件間產(chǎn)生相對位移,改變作用到霍爾元件上的磁場,從而改變它的輸出電壓UH。由事先校準的P~f( UH)曲線即可得到被測壓力P的值。   (4)車用傳感器。車用傳感器是電子控制系統(tǒng)的主要組成部分之一,在實現(xiàn)車輛電子化中占有舉足輕重的地位。一輛電子控制系統(tǒng)比較完整的豪華轎車中,幾乎可以有20~30個霍爾傳感器用于汽車工作狀態(tài)的測量和控制。另外,霍爾效應(yīng)傳感器還可用于車用導(dǎo)航系統(tǒng),變速器控制,汽車生產(chǎn)線自動控制,以及公路撓性路面的檢測等。隨著車輛電子化的發(fā)展,對車用傳感器開展以下幾個方面的研究開發(fā):環(huán)境檢測用傳感器:主要集中研究開發(fā)采用微波的抗振雷達,采用紅外線的障礙檢測裝置,采用超聲波和CCD攝像機相結(jié)合的距離監(jiān)測裝置,采用微波與紅外線和攝像機相結(jié)合的視覺放大系統(tǒng)。路況檢測用傳感器:主要研究開發(fā)監(jiān)測與判斷輪胎與路面的各種參數(shù)等方面的傳感器。車輛狀態(tài)檢測用傳感器:主要研究開發(fā)用于車速和角速度測量的傳感器。未來的汽車用傳感器技術(shù),總的發(fā)展趨勢是微型化、多功能化、集成化和智能化。   (5)電磁無損探傷。鋼絲繩作為起重、運輸、提升及承載設(shè)備中的重要構(gòu)件,被應(yīng)用于礦山、運輸、建筑、旅游等行業(yè),但由于使用環(huán)境惡劣,在它表面會產(chǎn)生斷絲、磨損等各種缺陷,所以,及時對鋼絲繩探傷檢測顯得尤為重要?;魻栃?yīng)無損探傷方法安全、可靠、實用,被應(yīng)用在設(shè)備故障診斷、材料缺陷檢測之中。其探傷原理是建立在鐵磁性材料的高磁導(dǎo)率特性之上。采用霍爾元件檢測該泄漏磁場的信號變化,可以有效地檢測出缺陷存在。   (6)磁流體發(fā)電。其基本原理就是利用等離子體的霍爾效應(yīng),即在橫向磁場作用下使通過磁場的等離子體正、負帶電粒子分離后積聚于兩個極板形成電源電動勢。這種新型的高效發(fā)電方式,通過燃料燃燒發(fā)出的熱能使氣體變成高溫高壓的等離子體流而轉(zhuǎn)換成電能,既提高了熱能利用效率又滿足了環(huán)保的要求。磁流體發(fā)電技術(shù),可能是今后取代火力發(fā)電的一個方向,磁流體發(fā)電發(fā)展前景廣闊。
霍爾組件可測量磁場、電流、位移、壓力、振動、轉(zhuǎn)速等。 霍爾元件可用多種半導(dǎo)體材料制作,如ge、si、insb、gaas、inas、inasp以及多層半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)量子阱材料等等.霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器。用它們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?;魻栐哂性S多優(yōu)點,它們的結(jié)構(gòu)牢固,體積小,重量輕,壽命長,安裝方便,功耗小,頻率高(可達1mhz),耐震動,不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕?;魻柧€性器件的精度高、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、無回跳、位置重復(fù)精度高(可達μm 級)。采用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬,可達-55℃~150℃。工作原理 霍爾元件應(yīng)用霍爾效應(yīng)的半導(dǎo)體?! ∷^霍爾效應(yīng),是指磁場作用于載流金屬導(dǎo)體、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1879年被美國物理學(xué)家霍爾發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)電流通過金屬箔片時,若在垂直于電流的方向施加磁場,則金屬箔片兩側(cè)面會出現(xiàn)橫向電位差。半導(dǎo)體中的霍爾效應(yīng)比金屬箔片中更為明顯,而鐵磁金屬在居里溫度以下將呈現(xiàn)極強的霍爾效應(yīng)?! ∮捎谕妼?dǎo)線周圍存在磁場,其大小和導(dǎo)線中的電流成正比,故可以利用霍爾元件測量出磁場,就可確定導(dǎo)線電流的大小。利用這一原理可以設(shè)計制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點是不和被測電路發(fā)生電接觸,不影響被測電路,不消耗被測電源的功率,特別適合于大電流傳感?! ∪舭鸦魻栐糜陔妶鰪姸葹閑、磁場強度為h的電磁場中,則在該元件中將產(chǎn)生電流i,元件上同時產(chǎn)生的霍爾電位差和電場強度e成正比,如果再測出該電磁場的磁場強度,則電磁場的功率密度瞬時值p可由p=eh確定。  利用這種方法可以構(gòu)成霍爾功率傳感器?! ∪绻鸦魻栐傻拈_關(guān)按預(yù)定位置有規(guī)律地布置在物體上,當(dāng)裝在運動物體上的永磁體經(jīng)過它時,可以從測量電路上測得脈沖信號。根據(jù)脈沖信號列可以傳感出該運動物體的位移。若測出單位時間內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù),則可以確定其運動速度。 元件特性1、霍爾系數(shù)(又稱霍爾常數(shù))rh在磁場不太強時,霍爾電勢差uh與激勵電流i和磁感應(yīng)強度b的乘積成正比,與霍爾片的厚度δ成反比,即uh =rh*i*b/δ,式中的rh稱為霍爾系數(shù),它表示霍爾效應(yīng)的強弱。 另rh=μ*ρ即霍爾常數(shù)等于霍爾片材料的電阻率ρ與電子遷移率μ的乘積。2、霍爾靈敏度kh(又稱霍爾乘積靈敏度)霍爾靈敏度與霍爾系數(shù)成正比而與霍爾片的厚度δ成反比,即kh=rh/δ,它通??梢员碚骰魻柍?shù)。3、霍爾額定激勵電流當(dāng)霍爾元件自身溫升10℃時所流過的激勵電流稱為額定激勵電流。4、霍爾最大允許激勵電流以霍爾元件允許最大溫升為限制所對應(yīng)的激勵電流稱為最大允許激勵電流。5、霍爾輸入電阻霍爾激勵電極間的電阻值稱為輸入電阻。6、霍爾輸出電阻霍爾輸出電極間的電阻值稱為輸出電阻。7、霍爾元件的電阻溫度系數(shù)在不施加磁場的條件下,環(huán)境溫度每變化1℃時,電阻的相對變化率,用α表示,單位為%/℃。8、霍爾不等位電勢(又稱霍爾偏移零點)在沒有外加磁場和霍爾激勵電流為i的情況下,在輸出端空載測得的霍爾電勢差稱為不等位電勢。9、霍爾輸出電壓在外加磁場和霍爾激勵電流為i的情況下,在輸出端空載測得的霍爾電勢差稱為霍爾輸出電壓。10、霍爾電壓輸出比率霍爾不等位電勢與霍爾輸出電勢的比率11、霍爾寄生直流電勢在外加磁場為零、霍爾元件用交流激勵時,霍爾電極輸出除了交流不等位電勢外,還有一直流電勢,稱寄生直流電勢。12、霍爾不等位電勢在沒有外加磁場和霍爾激勵電流為i的情況下,環(huán)境溫度每變化1℃時,不等位電勢的相對變化率。13、霍爾電勢溫度系數(shù)在外加磁場和霍爾激勵電流為i的情況下,環(huán)境溫度每變化1℃時,不等位電勢的相對變化率。它同時也是霍爾系數(shù)的溫度系數(shù)。14、熱阻rth霍爾元件工作時功耗每增加1w,霍爾元件升高的溫度值稱為它的熱阻,它反映了元件散熱的難易程度,單位為: 攝氏度/w無刷電機霍爾傳感器ah44e開關(guān)型霍爾集成元件,用于無刷電機的位置傳感器。引腳定義(有標記的一面朝向自己):(左)電源正;(中)接地;(右)信號輸出體積(mm):4.1*3.0*1.5安裝時注意減少應(yīng)力與防靜電按照霍爾元件的功能可將它們分為: 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。按被檢測的對象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為:直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性,后者是檢測受檢對象上人為設(shè)置的磁場,用這個磁場來作被檢測的信息的載體,通過它,將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時間等,轉(zhuǎn)變成電量來進行檢測和控制。
霍爾組件可測量磁場、電流、位移、壓力、振動、轉(zhuǎn)速等。 霍爾元件可用多種半導(dǎo)體材料制作,如ge、si、insb、gaas、inas、inasp以及多層半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)量子阱材料等等.霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器。用它們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?;魻栐哂性S多優(yōu)點,它們的結(jié)構(gòu)牢固,體積小,重量輕,壽命長,安裝方便,功耗小,頻率高(可達1mhz),耐震動,不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕?;魻柧€性器件的精度高、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、無回跳、位置重復(fù)精度高(可達μm 級)。采用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬,可達-55℃~150℃。工作原理 霍爾元件應(yīng)用霍爾效應(yīng)的半導(dǎo)體。  所謂霍爾效應(yīng),是指磁場作用于載流金屬導(dǎo)體、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1879年被美國物理學(xué)家霍爾發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)電流通過金屬箔片時,若在垂直于電流的方向施加磁場,則金屬箔片兩側(cè)面會出現(xiàn)橫向電位差。半導(dǎo)體中的霍爾效應(yīng)比金屬箔片中更為明顯,而鐵磁金屬在居里溫度以下將呈現(xiàn)極強的霍爾效應(yīng)?! ∮捎谕妼?dǎo)線周圍存在磁場,其大小和導(dǎo)線中的電流成正比,故可以利用霍爾元件測量出磁場,就可確定導(dǎo)線電流的大小。利用這一原理可以設(shè)計制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點是不和被測電路發(fā)生電接觸,不影響被測電路,不消耗被測電源的功率,特別適合于大電流傳感。  若把霍爾元件置于電場強度為e、磁場強度為h的電磁場中,則在該元件中將產(chǎn)生電流i,元件上同時產(chǎn)生的霍爾電位差和電場強度e成正比,如果再測出該電磁場的磁場強度,則電磁場的功率密度瞬時值p可由p=eh確定。  利用這種方法可以構(gòu)成霍爾功率傳感器?! ∪绻鸦魻栐傻拈_關(guān)按預(yù)定位置有規(guī)律地布置在物體上,當(dāng)裝在運動物體上的永磁體經(jīng)過它時,可以從測量電路上測得脈沖信號。根據(jù)脈沖信號列可以傳感出該運動物體的位移。若測出單位時間內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù),則可以確定其運動速度。 元件特性1、霍爾系數(shù)(又稱霍爾常數(shù))rh在磁場不太強時,霍爾電勢差uh與激勵電流i和磁感應(yīng)強度b的乘積成正比,與霍爾片的厚度δ成反比,即uh =rh*i*b/δ,式中的rh稱為霍爾系數(shù),它表示霍爾效應(yīng)的強弱。 另rh=μ*ρ即霍爾常數(shù)等于霍爾片材料的電阻率ρ與電子遷移率μ的乘積。2、霍爾靈敏度kh(又稱霍爾乘積靈敏度)霍爾靈敏度與霍爾系數(shù)成正比而與霍爾片的厚度δ成反比,即kh=rh/δ,它通常可以表征霍爾常數(shù)。3、霍爾額定激勵電流當(dāng)霍爾元件自身溫升10℃時所流過的激勵電流稱為額定激勵電流。4、霍爾最大允許激勵電流以霍爾元件允許最大溫升為限制所對應(yīng)的激勵電流稱為最大允許激勵電流。5、霍爾輸入電阻霍爾激勵電極間的電阻值稱為輸入電阻。6、霍爾輸出電阻霍爾輸出電極間的電阻值稱為輸出電阻。7、霍爾元件的電阻溫度系數(shù)在不施加磁場的條件下,環(huán)境溫度每變化1℃時,電阻的相對變化率,用α表示,單位為%/℃。8、霍爾不等位電勢(又稱霍爾偏移零點)在沒有外加磁場和霍爾激勵電流為i的情況下,在輸出端空載測得的霍爾電勢差稱為不等位電勢。9、霍爾輸出電壓在外加磁場和霍爾激勵電流為i的情況下,在輸出端空載測得的霍爾電勢差稱為霍爾輸出電壓。10、霍爾電壓輸出比率霍爾不等位電勢與霍爾輸出電勢的比率11、霍爾寄生直流電勢在外加磁場為零、霍爾元件用交流激勵時,霍爾電極輸出除了交流不等位電勢外,還有一直流電勢,稱寄生直流電勢。12、霍爾不等位電勢在沒有外加磁場和霍爾激勵電流為i的情況下,環(huán)境溫度每變化1℃時,不等位電勢的相對變化率。13、霍爾電勢溫度系數(shù)在外加磁場和霍爾激勵電流為i的情況下,環(huán)境溫度每變化1℃時,不等位電勢的相對變化率。它同時也是霍爾系數(shù)的溫度系數(shù)。14、熱阻rth霍爾元件工作時功耗每增加1w,霍爾元件升高的溫度值稱為它的熱阻,它反映了元件散熱的難易程度,單位為: 攝氏度/w無刷電機霍爾傳感器ah44e開關(guān)型霍爾集成元件,用于無刷電機的位置傳感器。引腳定義(有標記的一面朝向自己):(左)電源正;(中)接地;(右)信號輸出體積(mm):4.1*3.0*1.5安裝時注意減少應(yīng)力與防靜電按照霍爾元件的功能可將它們分為: 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。按被檢測的對象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為:直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性,后者是檢測受檢對象上人為設(shè)置的磁場,用這個磁場來作被檢測的信息的載體,通過它,將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時間等,轉(zhuǎn)變成電量來進行檢測和控制。
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