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本章主要学****磁敏传感器的基本定义、分类;霍尔传感器的工作原理、霍尔集成电路的特性及其在检测技术中的应用,还涉及磁场测量技术。
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本章学****重点
1、霍尔元件的原理
2、霍尔元件的使用方法
3、霍尔集成电路的使用方法
4、典型电路应用
实验内容的准备
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问题
1、什么是霍尔效应,用它来干什么?
2、霍尔元件怎么使用才能起作用?提供何种激励,读取什么输出?
3、霍尔集成电路和霍尔元件使用上的区别?
4、霍尔元件的偏置电路和驱动电路的作用?
4、图4-32、图4-11、图4-35
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磁敏传感器的分类
霍尔元件
磁敏二极管
磁敏三极管
(它们具有磁灵敏度高(磁灵敏度比霍耳元件高数百甚至数千倍);能识别磁场的极性;体积小、电路简单等特点)
磁敏电阻——是一种电阻随磁场变化而变化的磁敏元件,也称MR元件。
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第一节霍尔元件的结构及工作原理
半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中,磁场方向垂直于薄片,当有电流I流过薄片时,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势EH,这种现象称为霍尔效应。
磁感应强度B为零时的情况
c
d
a
b
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磁感应强度B较大时的情况
作用在半导体薄片上的磁场强度B越强,霍尔电势也就越高。霍尔电势EH可用下式表示:
EH=KHIB
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磁场不垂直于霍尔元件时的霍尔电动势
若磁感应强度B不垂直于霍尔元件,而是与其法线成某一角度时,实际上作用于霍尔元件上的有效磁感应强度是其法线方向(与薄片垂直的方向)的分量,即Bcos,这时的霍尔电势为
EH=KHIBcos
结论:霍尔电势与输入电流I、磁感应强度B成正比,且当B的方向改变时,霍尔电势的方向也随之改变。如果所施加的磁场为交变磁场,则霍尔电势为同频率的交变电势。
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初步的结论
1、霍尔元件能干什么?-----检测磁场、检测磁场方向?
2、霍尔元件要工作的要素——
1)有磁场
2)有电流
3)读电压
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霍尔高斯计(特斯拉计)的使用
霍尔元件
磁铁
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霍尔转速表
在被测转速的转轴上安装一个齿盘,也可选取机械系统中的一个齿轮,将线性型霍尔器件及磁路系统靠近齿盘。齿盘的转动使磁路的磁阻随气隙的改变而周期性地变化,霍尔器件输出的微小脉冲信号经隔直、放大、整形后可以确定被测物的转速。
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线性霍尔
磁铁
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