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霍耳效应传感器(霍耳传感器原理)

来源:www.haichao.net  时间:2022-12-30 11:22   点击:175  编辑:admin   手机版

1. 霍耳传感器原理

霍尔传感器是基于霍尔效应的一种传感器。1879年美国物理学家霍尔首先在金属材料中发现了霍尔效应,但是由于金属材料的霍尔效应太弱而没有得到应用。

随着半导体技术的发展,开始用半导体材料制作霍尔元件,由于他的霍尔效应显著而得到应用和发展。

霍尔传感器是一种当交变磁场经过时产生输出电压脉冲的传感器。脉冲的幅度是由激励磁场的场强决定的。因此,霍尔传感器不需要外界电源供电。 应用范围:

1.电子式水表、气表、电表和远程抄表系统2.控制设备中传送速度的测量3.无刷直流电机的旋转和速度控制4.在工程中测量转动速度和其他机械上的自动化应用5.转速仪、速度表以及其他转子式计量装置

2. 霍尔传感器及其工作原理

霍尔传感器的原理是利用霍尔效应与集成电路技术结合而制成的一种磁敏传感器,它能感知一切与磁信息有关的物理量。

霍尔效应:

在金属或半导体薄片的两端通过控制电流I,并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为应强度为磁场那么,,在垂直于电流和磁场方向向上将产生电动势场UH(霍尔电压)

霍尔元件:

根据霍尔效应,人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点,因此,在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。

霍尔传感器:

由于霍尔元件产生的电势差很小,故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路及稳压电源电路等集成在一个芯片上,称之为霍尔传感器。

3. 霍尔传感器电路原理

工作原理: 霍尔电压随磁场强度的变化而变化,磁场越强,电压越高,磁场越弱,电压越低,霍尔电压值很小,通常只有几个毫伏,但经集成电路中的放大器放大,就能使该电压放大到足以输出较强的信号。

若使霍尔集成电路起传感作用,需要用机械的方法来改变磁感应强度。

4. 霍尔位置传感器的原理

首先明确一下,题主这里的速度想必说的是转速,如果是转速的话,可以用来做转速传感器的原理很多,只要能输出开关类型的信号就行。而且由于测量对象是运动的物体,所以采取的手段都是非接触测量,目前测量转速大致有以下几种原理。

光电转速传感器

磁电转速传感器

霍尔转速传感器

电涡流转速传感器

巨磁阻转速传感器

目前汽车上常用的转速传感器主要是磁电和霍尔这两种原理的,光电码盘原理的由于受不了振动环境,在交通领域这种场合,一般都是使用的磁原理的转速传感器。巨磁阻的转速传感器灵敏度很高,并且频响范围宽具有很好的应用前景,但是缺点是必须把磁铁安装在测试轮上,但是大多数客户是不愿意这么做的。电涡流的转速传感器的测试距离要优于磁电和霍尔的,但是频响的问题由于本人没有这方面的使用经验,所以没法给出相应的建议。

另外,memes技术目前一般传感器更多的用在力学和热学量的测量,比如压力加速度等等,目前还没有在转速上的应用。

5. 霍尔传感器什么作用

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。

霍尔传感器的特点:(与普通互感器比较)  

 1、 霍尔传感器可以测量任意波形的电流和电压,如:直流、交流、脉冲波形等,甚至对瞬态峰值的测量。副边电流忠实地反应原边电流的波形。而普通互感器则是无法与其比拟的,它一般只适用于测量50Hz正弦波。  

 2、 原边电路与副边电路之间完全电绝缘,绝缘电压一般为2KV至12KV,特殊要求可达20KV至50KV。  

 3、 精度高:在工作温度区内精度优于1%,该精度适合于任何波形的测量。而普通互感器一般精度为3%至5%且适合50Hz正弦波形。

  4、 线性度好:优于0.1%。

  5、 动态性能好:响应时间小于1μs,跟踪速度di/dt高于50A/μs。   

6、 霍尔传感器模块这种优异的动态性能为提高现代控制系统的性能提供了关键的基础。与此相比普通的互感器响应时间为10-12ms,它已不能适应工作控制系统发展的需要。  

 7、 工作频带宽:在0-100kHz频率范围内精度为1%。在0-5kHz频率范围内精度为0.5%。  

 8、 测量范围:霍尔传感器模块为系统产品,电流测量可达50KA,电压测量可达6400V。   

9、 过载能力强:当原边电流超负荷,模块达到饱和,可自动保护,即使过载电流是额定值的20倍时,模块也不会损坏。   10、 模块尺寸小,重量轻,易于安装,它在系统中不会带来任何损失。   11、 模块的初级与次级之间的“电容”是很弱的,在很多应用中,共模电压的各种影响通常可以忽略,当达到几千伏/μs的高压变化时,模块有自身屏蔽作用。   

12、 模块的高灵敏度,使之能够区分在“高分量”上的弱信号,例如:在几百安的直流分量上区分出几毫安的交流分量。   

13、 可靠性高:失效率 λ = 0.43 x 10-6 /小时。   

14、 抗外磁场干扰能力强:在距模块5-10cm处有一个两倍于工作电流(2Ip)的电流所产生的磁场干扰而引起的误差小于0.5%,这对大多数应用,抗外磁场干扰是足够的,但对很强磁场的干扰要采取适当的措施。

6. 霍尔传感器的基本原理

是传感器在表面接近磁场时产生一个开关信号来进行测速的,具体的就是在一固定位置安装传感器,在旋转部件上与之相对的地方安装一个小磁铁,每当旋转部件转一圈,传感器就会发出一个开关信号,我们用一个开关信号检测器就能看到转速了

7. 霍尔传感器的用法

做水控方面的管理和流量计算。

水流量传感器是指通过对水流量感应而输出的脉冲信号或者电流、电压等信号的水流感应仪器。这种信号的输出和水流量成一定的线型比例,有相应的换算公式和比较曲线,因此可以做水控方面的管理和流量计算。

8. 霍尓传感器工作原理

霍尔传感器工作原理:一个霍尔元件一般有四个引出端子,其中两根是霍尔元件的偏置电流 I 的输入端,另两根是霍尔电压的输出端。如果两输出端构成外回路,就会产生霍尔电流。

一般地说,偏置电流的设定通常由外部的基准电压源给出;若精度要求高,则基准电压源均用恒流源取代。为了达到高的灵敏度,有的霍尔元件的传感面上装有高导磁系数的镀膜合金;这类传感器的霍尔电势较大,但在0.05T左右出现饱和,仅适用在低量限、小量程下使用。

9. 霍尔传感器原理及应用

霍尔传感器的用途很广,我们不妨从其原理出发,分析一下,霍尔传感器可以用于哪些物理量的测量。

霍尔效应由物理学家霍尔发现,可以描述如下: 当电流通过一个位于磁场中的导体的时候,磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力,从而在导体的两端产生电势差。霍尔效应的原理可用下述公式概括: E=KBIcosθ。上式中: E为霍尔效应电压 K为霍尔器件的灵敏度,是常数 I是霍尔器件的工作电流 B是外部磁场的磁感应强度 θ为I与B的垂直角度的偏差 显然,I、B、θ三个物理量中,固定任意两个,剩下一个就是被测量。因此,霍尔传感器可以直接用于测量电流、磁感应强度、磁场方向(角度)。霍尔传感器用于转速测量,实际上就是固定电流,通过检测霍尔电压的大小判断磁钢与霍尔器件是否接近。

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