04CP22第四章[5磁敏传感器]LPJ.ppt

文档介绍：第五节 磁敏传感器
一、霍尔元件
——将导电体薄片置于磁感应强度为B的磁场中，如果在a、b端通以电流I，则在c、d端就会出现电位差。
a
b
c
d
霍尔效应原理：在磁感强度为B的磁场中，电荷为q、运动速度为 的带电粒子，所受的磁场力——洛仑兹力，为
1
霍尔电势UH为
霍尔常数
磁感应强度
电流与磁场方向的夹角
★ 霍尔元件一般由锗(Ge)、锑化铟(InSb)等半导体材料制成。霍尔元件由霍尔片、四根引线和壳体组成，如图示。将霍尔片、稳压电源、温度补偿电路和信号处理电路集成在同一个芯片上，即构成线性霍尔传感器。
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★ 霍尔传感器有单端输出和双端输出（差动输出）两种电路。
★ 开关型霍尔传感器：由霍尔元件、放大器、施密特整形电路和集电极开路输出等部分组成。
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关于施密特触发器
施密特触发器的工作特点：
① 施密特触发器属于电平触发器件，适用于缓慢变化的信号，当输入信号达到某一定电压值时，输出电压会发生突变。
② 电路有两个阈值电压。 输入信号增加和减少时，电路的阈值电压不同，电路具有如下图所示的传输特性 。
VT+
VT_
VT+
VT_
vo
vI
vo
vI
4
门电路组成的施密特触发器
vI
VT+
VT_
vO
0
0
t
t
0
vI
vO
VT+
VT_
VDD
(a) 工作波形
(b) 传输特性曲线
vI1
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霍尔传感器应用
1）直流无刷电机的位置传感器，检测转子位置，以 实现换向
霍尔元件H2面向转子N极方向
H2导通为低电平
功率管VT2导通
绕组W2通过电流IW2
S
转子顺时针旋转
6
2）测转角
7
2）测转角
8
3）电流传感器/钳形表
当电流流过导线时，将在导线周围产生磁场，磁场大小与流过导线的电流大小成正比，这一磁场可以通过软磁材料来聚集，然后用霍尔器件进行检测。
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叶片和齿轮位置传感器
4）叶片和齿轮位置传感器
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