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霍尔传感器主要特性及其工作原理介绍
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霍尔传感器主要特性及其工作原理介绍

霍尔传感器主要特性及其工作原理介绍
浏览量:1856 上传更新:2019-04-28

霍尔传感器是一种基于霍尔效应的磁场传感器,广泛应用于工业自动化技术,检测技术和信息处理。那么霍尔传感器的工作原理是什么?这种传感器有哪些优点?主要参数是什么?本文将一一讲解。

(霍尔效应的本质是当固体材料中的载体在施加的磁场中移动时,轨迹由于洛伦兹力而移动,并且在材料的两侧发生电荷累积,形成与电流垂直的电荷。在该方向上的电场最终平衡载体的洛伦兹力与电场排斥,从而建立稳定的电位差,即两侧的霍尔电压。)

通过霍尔效应实验测量的霍尔系数可以确定重要参数,例如半导体材料的导电类型,载流子浓度和载流子迁移率。

由于霍尔元件产生的电位差很小,霍尔元件通常与一个芯片上的放大器电路,温度补偿电路和稳压电源电路集成在一起,称为霍尔传感器。霍尔传感器,也称为霍尔IC,具有较小的轮廓,如图:

霍尔传感器

霍尔传感器

霍尔传感器的优点和用途

很多人都知道,汽车的自动化程度越高,微电子电路越多,越不怕电磁干扰。在汽车中,有许多灯和电气设备,特别是大功率前照灯,空调电机和雨刷电机在切换时会产生浪涌电流,导致机械开关触点产生电弧并产生大的电磁干扰。信号。

通过使用功率霍尔开关电路可以减少这些现象。通过检测磁场的变化将霍尔器件转换为电信号输出,并且可以用于监视和测量车辆的各种部件的操作参数的变化。

如位置,位移,角度,角速度,转速等,这些变量可以变换两次;可以测量压力,质量,液位,流速,流速等。霍尔器件的输出直接与电子控制单元连接,以进行自动检测。

目前的霍尔器件可承受一定的振动,可在零下40°C至零下150°C的温度范围内工作。所有密封件均不受水和油污染,可完全适应汽车恶劣的工作环境。

霍尔传感器可测量任意波形的电流和电压,如直流,交流,脉冲波形,甚至瞬态峰值测量。次级电流忠实地反映初级电流的波形。或普通变压器无法与它相比,它一般只适用于测量50Hz的正弦波

初级侧电路与次级侧电路之间具有良好的电气隔离,隔离电压可达9600Vrms;

高精度:在工作温度范围内精度优于1%,精度适用于任何波形测量;霍尔开关器件无接触,无磨损,输出波形清晰,无抖动,无反弹,高位置重复性(高达μm级)。

宽带宽:高带宽电流传感器上升时间可小于1μs;然而,电压传感器带宽很窄,一般在15kHz以内,而6400Vrms高压电压传感器的上升时间约为500uS,带宽约为700Hz。测量范围宽:电流测量高达50KA,电压测量高达6400V。

结构坚固,体积小,重量轻,使用寿命长,安装方便,功耗小,频率高(可达1 MHZ),抗振动,污染或腐蚀灰尘,油,水蒸气和盐雾不怕。

霍尔传感器

该图显示了用于定位应用的典型霍尔传感器 - 一个轮上的两个磁铁穿过霍尔效应传感器。图中的轮子带有两个等距的磁铁,传感器两端的电压将在一个周期内达到峰值两次。

它通常用于测量车轮和轴的速度,例如在内燃机点火正时(正时)或转速计上。它用于无刷直流电机,以检测永磁体的位置。

霍尔传感器广泛应用于变频调速装置,逆变装置,UPS电源,通信电源,电焊机,电力机车,变电站,数控机床,电解电镀,计算机监控,电网监控等。太阳能,风和地铁轨道信号,汽车电子等领域。

霍尔传感器的主要特性参数

如上所述,霍尔传感器是根据霍尔效应制造的磁场传感器。其主要特征参数如下。

(1)输入电阻R.

霍尔传感器元件的2个刺激电流端子的直流电阻称为输入电阻。它的大概价钱有几欧元到几百欧元左右,具体取决于不同型号的组件。

随着温度升高,输入电阻变小,导致输入电流变大,最终导致霍尔传感器电位发生变化。为了减小这种影响,优选使用恒流源作为激发源。

(2)输出电阻R.

两个霍尔传感器的电位输出之间的电阻称为输出电阻,其数字与输入电阻具有相同的数量级。它也随温度变化而变化。选择合适的负载电阻很容易匹配,以最大限度地减少温度引起的水势漂移。

(3)最大励磁电流I ---霍尔传感器参数

由于霍尔传感器的电位随着激励电流的增加而增加,因此总是希望在应用中选择较大的1M激励电流,但激励电流增加,元件的功耗增加,并且组件的温度增加。结果,霍尔传感器电位的温度漂移增加,因此每个模型都指定了相应的最大激励电流,其范围从几毫安到几百毫安。

(4)灵敏度K.

灵敏度KH=EH/IB,其值约为10MV(MA.T)。

(5)最大磁感应BM ---霍尔传感器参数

当磁感应超过BM时,霍尔传感器电位的非线性误差将显着增加,并且Tes(T)变为几千高斯(Gs)(1Gs=104T)。

(6)等电位

在额定激励电流F下,当施加的磁场为零时,这是由于四个偶极子的几何尺寸的不对称性。

(7)霍尔传感器电位温度系数6M的值通常为零。霍尔传感器输出端之间的开路电压称为非等电位。当使用桥接方法时,桥接方法用于补偿由一定的磁感应强度和激励电流引起的不等电位。当温度变化1摄氏度时,霍尔传感器电位的百分比变化弱于霍尔传感器电位温度系数,这与霍尔传感器元件的材料有关。

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