传感器原理与电路设计第14讲磁敏精选.ppt

第7章磁敏式传感器 12.01.2015 * 第14讲 GMES 2008 目录 磁敏式传感器 0.磁敏式传感器 磁敏式传感器 磁敏式传感器：对磁场参量(磁感应强度B、磁通Ф )敏感、通过磁电作用将被测量(如振动、位移、转速)转换为电信号的器件或装置。 磁电作用主要有：电磁感应 和 霍尔效应 相应的传感器有：磁电感应式传感器 霍尔式传感器 1.磁电感应式传感器 磁敏式传感器 磁电感应式传感器又称磁电式传感器，是利用电磁感应原理将被测量（如振动、位移、转速等）转换成电信号的一种传感器。它不需要辅助电源，就能把被测对象的机械量转换成易于测量的电信号，是一种有源传感器。 由于它输出功率大，且性能稳定，具有一定的工作带宽(10～1000 Hz)，所以得到普遍应用。 工作原理：根据电磁感应定律， 当导体在稳恒均匀磁场中，沿垂直磁场方向运动时，导体内产生的感应电势为E B、L、S、N均为确定值，E与v或ω成正比 1.磁电感应式传感器 磁敏式传感器 电磁流量计：测量导电液体流量 v N S 测量仪表 当被测导电液体流经管道时，切割磁力线，在和磁场及流动方向垂直的方向上产生感应电动势E，其值与被测流体的流速成正比。 2.霍尔式传感器 磁敏式传感器 一、霍尔效应：当电流垂直于外磁场方向通过导体或半导体薄片时,在垂直于电流和磁场方向的两侧产生电势差的现象。霍尔效应的产生是由于运动电荷受磁场中洛伦兹力作用的结果。 1.洛仑兹力 设霍耳片长度l，宽度b，厚度d，电子(电量为e)以匀速v运动，则在垂直方向施加的磁感应强度B作用下，它受到洛仑兹力 2.霍尔式传感器 磁敏式传感器 2.电场力 在洛仑兹力fL作用下，电子除沿电流反方向移动，还向导电体内侧面漂移，而外侧表面则积累了正电荷，形成了附加内电场EH，称为霍尔电场。在霍尔电场作用下，电子将受到一个与洛仑兹力相反的电场力。阻止电荷继续积累到侧表面，最终达到动态平衡，此时霍尔电动势为UH。 则可求： 电场力为： 2.霍尔式传感器 磁敏式传感器 3.霍尔系数RH及霍尔灵敏度KH 当电子浓度为n，平均速度为v，根据电流定义，电流为单位时间内流过导体截面积的电荷量 则可得 代入 得 上式中 一般用N型半导体 2.霍尔式传感器 磁敏式传感器 4.霍尔元件结构及特性 霍尔片、4根引线和壳体组成 a b c d 2.霍尔式传感器 磁敏式传感器 5.霍尔传感器的应用-转速测量 旋转体上n个永磁体，输出脉冲数为： 或 则有： 开关特性 * Kleine Bilder um jeden Punkt graphisch zu untermalen * Kleine Bilder um jeden Punkt graphisch zu untermalen * Kleine Bilder um jeden Punkt graphisch zu untermalen * Kleine Bilder um jeden Punkt graphisch zu untermalen * Kleine Bilder um jeden Punkt graphisch zu untermalen * Kleine Bilder um jeden Punkt graphisch zu untermalen * Kleine Bilder um jeden Punkt graphisch zu untermalen * Kleine Bilder um jeden Punkt graphisch zu untermalen 第7章磁敏式传感器 12.01.2015 * 第14讲 GMES 2008 目录 磁敏式传感器 * Kleine Bilder um jeden Punkt graphisch zu untermalen * Kleine Bilder um jeden Punkt graphisch zu untermalen * Kleine Bilder um jeden Punkt graphisch zu untermalen * Kleine Bilder um jeden Punkt graphisch zu untermalen * Kleine Bilder um jeden Punkt graphisch zu untermalen * Kleine Bilder um jeden Punkt graphisch zu untermalen * Kleine Bilder u