霍尔传感器及应用.ppt

霍尔电流传感器演示铁心线性霍尔ICEH=KII第64页,共68页，星期六，2024年，5月其他霍尔电流传感器第65页,共68页，星期六，2024年，5月小结：本章主要讲解了霍尔传感器的结构原理，分析了集成霍尔元件的特性，介绍了霍尔传感器的选择应用，同学们课后要重视查找相关资料，注重知识的积累。第66页,共68页，星期六，2024年，5月思考题1.什么是霍尔效应？2.为什么导体材料和绝缘体材料不宜做成霍尔元件？3.为什么霍尔元件一般采用N型半导体材料？4.霍尔灵敏度与霍尔元件厚度之间有什么关系？5.什么是霍尔元件的温度特性？如何进行补偿？6.集成霍尔传感器有什么特点？第67页,共68页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第68页,共68页，星期六，2024年，5月当外加磁场强度超过规定的工作点时，输出级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，输出级重新变为高阻态，输出高电平。第32页,共68页，星期六，2024年，5月开关型霍尔集成电路的史密特输出特性回差越大，抗振动干扰能力就越强。当磁铁从远到近地接近霍尔IC，到多少特斯拉时输出翻转？当磁铁从近到远地远离霍尔IC，到多少特斯拉时输出再次翻转？回差为多少特斯拉？第33页,共68页，星期六，2024年，5月二、线性集成霍尔传感器线性集成霍尔传感器是把霍尔元件与放大线路集成在一起的传感器。其输出信号与磁感应强度成比例。通常由霍尔元件、差分放大、差动输出电路及稳压源四部分组成，它的电路比较简单，用于精度要求不高的一些场合。线性型三端霍尔集成电路第34页,共68页，星期六，2024年，5月二、线性集成霍尔传感器单端输出的传感器是一个三端器件，它的输出电压对外加磁场的微小变化能做出线性响应，通常将输出电压用电容交连到外接放大器，将输出电压放大到较高的电平。其典型产品是SL3501T。单端输出传感器的电路结构框图23输出+－稳压VCC1霍耳元件放大地H第35页,共68页，星期六，2024年，5月线性型霍尔特性请画出线性范围右图示出了具有双端差动输出特性的线性霍尔器件的输出特性曲线。当磁场为零时，它的输出电压等于零；当感受的磁场为正向（磁钢的S极对准霍尔器件的正面）时，输出为正；磁场反向时，输出为负。第36页,共68页，星期六，2024年，5月三、差动霍尔电路(双霍尔电路)它的霍尔电压发生器由一对相距2.5mm的霍尔元件组成，使用时在电路背面放置一块永久磁体，当用铁磁材料制成的齿轮从电路附近转过时，一对霍尔片上产生的霍尔电压相位相反，经差分放大后，使器件灵敏度大为提高。第37页,共68页，星期六，2024年，5月一、霍尔式传感器的典型应用7.3霍尔传感器的应用利用霍尔效应制作的霍尔器件，不仅在磁场测量方面，而且在测量技术、无线电技术、计算技术和自动化技术等领域中均得到了广泛应用。利用霍尔电势与外加磁通密度成比例的特性，可借助于固定元件的控制电流，对磁量以及其他可转换成磁量的电量、机械量和非电量等进行测量和控制。应用这类特性制作的器具有磁通计、电流计、磁读头、位移计、速度计、振动计、罗盘、转速计、无触点开关等。第38页,共68页，星期六，2024年，5月利用霍尔传感器制作的仪器优点：(1)体积小，结构简单、坚固耐用。(2)无可动部件，无磨损，无摩擦热，噪声小。(3)装置性能稳定，寿命长，可靠性高。(4)频率范围宽，从直流到微波范围均可应用。(5)霍尔器件载流子惯性小，装置动态特性好。霍尔器件也存在转换效率低和受温度影响大等明显缺点。但是，由于新材料新工艺不断出现，这些缺点正逐步得到克服。第39页,共68页，星期六，2024年，5月霍尔电势是关于I、B、KH三个变量的函数，即EH=KHIBcos?。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。霍尔传感器主要用于测量能够转换为磁场变化的其他物理量。第40页,共68页，星期六，2024年，5月例1检测磁场检测磁场是霍尔式传感器最典型的应用之一。将霍尔器件做成各种形式的探头，放在被测磁场中，使磁力线和器件表面垂直，通电后即可输出与被测磁场的磁感应强度成线性正比的电压。测量铁心气隙的B值霍尔元件第41页,共68页，星期六，2024年，5月例2霍尔位