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传感器原理及应用 第4章???????磁电式传感器 主要内容: 4.1 磁电感应式传感器 4.2 霍尔式传感器 4.3 ?磁敏传感器 概述 概述 概述 4.1 磁电感应式传感器(电动式) 4.1.1 工作原理 4.1.2 基本特性 4.1.3 磁电感应式传感器的应用 4.1.3 磁电感应式传感器的应用 4.1.3 磁电感应式传感器的应用 4.1.3 磁电感应式传感器的应用 4.1.3 磁电感应式传感器的应用 4.1.3 磁电感应式传感器的应用 4.1.3 磁电感应式传感器的应用 4.2 霍尔式传感器 4.2 霍尔式传感器 4.2.1 霍尔效应 4.2.1 霍尔效应 4.2.1 霍尔效应 4.2.1 霍尔效应 4.2.1 霍尔效应 4.2.2 霍尔传感器基本电路 4.2.3 霍尔传感器的误差及补偿 (1)不等位电势 不等位电势的补偿 4.2.3 霍尔传感器的误差及补偿 (2)温度误差及补偿 4.2.4 霍尔传感器的应用 4.2.4 霍尔传感器的应用 4.2.4 霍尔传感器的应用 4.2.4 霍尔传感器的应用 4.2.4 霍尔传感器的应用 4.2.4 霍尔传感器的应用 4.2.5 霍尔集成传感器 4.2.5 霍尔集成传感器 4.2.5 霍尔集成传感器 4.2.5 霍尔集成传感器 4.2.5 霍尔集成传感器 4.2.5 霍尔集成传感器 4.2.5 霍尔集成传感器 4.3 磁敏传感器 4.3.1 磁敏电阻器 4.3.1 磁敏电阻器 4.3.1 磁敏电阻器 4.3.1 磁敏电阻器 4.3.1 磁敏电阻器 4.3.1 磁敏电阻器 4.3.2 磁敏晶体管 (1)磁敏二极管(锗管2ACM,硅管2DCM) 4.3.1 磁敏晶体管 (2)磁敏三极管 第4章???????磁电式传感器 本章要点: 磁电感应式传感器(电动式) 工作原理、 基本特性和应用; 霍尔式传感器原理、霍尔传感器的应用、 霍尔集成传感器; 磁敏传感器,磁敏电阻器、磁敏二极管、 磁敏三极管。 霍尔压力传感器结构原理 霍 尔 元 件 和 磁 体 运 动 方 式 霍尔元件测位置 霍 尔 元 件 测 角 度 1 集成霍尔元件 线性集成电路(测位移、测振动) 开关集成器件(测转速、开关控制、判断N S极性) B’、B’’形成切换回差,这是位置式作用传感器的特点, 作无触点开关时可防止干扰引起的误动作 。 形成切换回差 霍尔开关元件性能演示动画 2 应用 :无触点开关 2 应用 :天然气点火电路 2 应用 :接口电路 磁敏元件也是基于磁电转换原理,60年代西门子公司研制了第一个磁敏元件,68年索尼公司研制成磁敏二极管,目前磁敏元件应用广泛。 磁 敏 元 件 磁敏传感器主要有: 磁敏电阻; 磁敏二极管; 磁敏三极管; 霍尔式磁敏传感器。 磁阻效应:载流导体置于磁场中,除了产生霍尔效应外,导体中载流子因受洛仑兹力作用要发生偏转,载流子运动方向偏转使电流路径变化,起到了加大电阻的作用,磁场越强增大电阻的作用越强。 外加磁场使导体(半导体)电阻随磁场增加而增大 的现象称磁阻效应。 磁阻效应表达式: 由于霍尔电场作用会抵消洛伦兹力,磁阻效应被大大减弱,但仍然存在。磁阻元件的电阻与形状有关: 长方形样品 扁条状长形 圆盘样品 长方形样品:霍尔电场作用FH,电阻变化很小。 扁条状长形:霍尔电势EH很小,电流磁场作用偏转 厉害,效应明显。 圆盘样品:外加磁场时,电流以螺旋形路径指向外电 极,路径增大电阻增加。在圆盘中任何地 方都不会积累电荷也不会产生霍尔电场。 为了消除霍尔电场影响获得大的磁阻效应, 一般将磁敏电阻制成圆形或长方形。 磁敏电阻与霍尔元件属同一类,都是磁电转换元件,本质不同是磁敏电阻没有判断极性的能力,只有与辅助材料(磁铁)并用才具有识别磁极的能力. 磁敏电阻的输出特性 无偏置磁场时,检测磁场不能判别磁性; 外加偏置磁场时,相当在检测磁场外加了偏置磁场,工作点移到线性区,磁极性也作为电阻值变化表现出来。 磁图形识别传感器BS05A1HFAA,检测电路,工作电压5V,输出0.3—0.8v,被测物体3mm,可测磁性齿轮,磁性墨水,磁性条形码,磁带,识别有机磁性(自动售货机)。 磁敏电阻的应用 特点:长“基区”PiN型二极管,PI为掺杂区, 本征区I长度较长,构成高阻半导体; 工作过程: 磁敏二极管在长“基区”的一侧面设置了复合区r, r面是个粗糙面截流子复合速度非常高,r区对面
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