浅谈霍尔传感器相关

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1、浅谈霍尔传感器相关www.chuanganqifenxiyi.com1霍尔传感器霍尔传感器是目前国内外应用最受欢迎的一种磁敏传感器，它利用磁场作为媒介，可以检测很多的物理量，如微位移、加速度、转速、流量、角度等的测量，也可用于制作高斯计、电流表、功率计、乘法器、接近开关、元刷直流电机等。它可以实现非接触测量，而且在很多情况下，可采用永久磁铁来产生磁场，不需附加能源。因此，这种传感器广泛应用于自动控制、电磁检测等各个领域中。霍尔传感器有霍尔元件和霍尔集成电路两种类型。霍尔元件是分立型结构．霍尔集成电路是把霍尔元件、放大器、温度补偿电路及稳压电源等做在一个芯片上的集成电路

2、型结构，与前者相比。霍尔集成电路更具有微型化、可靠性高、寿命长、功耗低以及负载能力强等优点。传感器技术发展的两大物质基础是：物理现象的深入研究——发现新的检测原理；新材料的开发制造出高水平的传感器。但是，传感器技术能否能高速发展，最终取决于社会对传感器技术的需求，即粮食资源、能源公害防治、灾害预测、医疗卫生、国防建设等各个领域对传感器技术的需求。当今时代，是科学技术飞速发展的时代，尤其是电子计算机的飞速发展和广泛应用，对传感器技术的需求更为迫切，并且存在着“头脑发达，感觉迟钝”的严重现象，所以传感器技术的研究和生产受到了全世界普遍重视。为了满足科技高度发展的要求，传感

3、器技术将向以下几个方面发展：1、高精确度要想提高测控精确度就必须让传感器的精度最大限度地提高。例如对于火箭发动机燃烧室的压力测量，希望测试精度能优于0。1％，对超精加工“在线”检测精度高于0。1微米，因此，需要研制出高精度的传感器，以满足测量的需求。2、小型化很多测试场合要求传感器具有尽可能小的尺寸。例如生物医学工程中颅压的测量，风洞中压力场分布的测量等等。压阻式压力传感器测出现，使压力传感器的小型化取得了重大进展。3、集成化集成化传感器有两种类型。一种是将传感器、放大器及温度补偿电路等集成在同www.chuanganqifenxiyi.com1www.chuanga

4、nqifenxiyi.com意芯片上减小体积，增强了抗干扰能力。另一何种是将同一类的传感器集成在同意芯片上构成二维阵列式传感器，或称面型固态图像传感器，它可以测量物体的表面状况。4、数字化这种传感器与计算机直接接口，致力于数字式传感器研究是很重要的。5、智能化这种传感器一般是计算机与传感器相结合的复杂系统，它兼有检测、信息处理、推理、联想和控制等各种功能，重点是具有逻辑功能，它是大脑与五官紧密结合的机器，是一个智慧机器，是传统传感器无法比拟的。智能传感器的出现将是传感技术中的一次飞跃。www.chuanganqifenxiyi.com2www.chuanganqife

5、nxiyi.com2霍尔元件的工作原理霍尔元件赖以工作的物理基础是霍尔效应。如图所示，在一块长为L、宽度为W、厚度为v的长方形半导体上，两垂直例面各装上电极．如果在长度方向（x轴）通入控制电流I，在厚度方向（2铀）施加磁感应强度为B的磁场时，那么在垂直于电流和磁场的方向上（Y铀）将会产生电动势（或称霍尔电势），这种现象称为霍尔效应。霍尔效应的产生是由于运动电荷受磁场中洛伦兹力作用的结果。＊霍尔电势Vh可由下式表示：VH＝KH＊I＊B式中VH称为霍尔元件的灵敏度，它与元件材料的性质和几何尺寸有关。由上式可以看出，霍尔电势是正比于控制电流J和磁感应强度B的、因此。只要它们

6、发生变化，霍尔电势也随之发生改变。下图是霍尔器件的电路符号和测量电路。控制电流由电源E供给，只用来改变控制电流的大小。只d为输出霍尔电势v”的负载电阻，通常它是显示仪表或放大器的输入阻抗。www.chuanganqifenxiyi.com3www.chuanganqifenxiyi.com3霍尔元件的技术参数霍尔元件的主要技术参数有：（1）额定控制电流IC在磁感应强度B＝0时，霍尔元件在空气中产生10℃温升时所对应的控制电流，称为额定控制电流Ic的大小与霍尔芯片的尺寸有关，尺寸越小，Ic越小。一般为几毫安至几十毫安。（2）输入电阻只m和输出电阻RM霍尔元件控制电极间的

7、电阻称为输入电阻RM，雷尔电极之间酌电阻称为输出电阻RM在没有外磁场和室温条件下，可以用直流电桥和欧姆表来团员。（3）不等值电势VM与不等位电阻RM霍尔元件在额定控制电流作用下，不加外磁场时，雹尔电极间的空载电势，称为不等位电势VM”。它主要是由于两个电极没有装配在同一个等位面上所致，也与材料的电阻率不均匀、基片的宽度和厚度不一致等因累有关。一般vm不大于10mv或土20％vM。不等位电势与额定控制电流之比称为不等位电阻只m。vM和只m越小越好。（4）乘积灵敏度SH在单位控制电流和单位磁感应强度下，霍尔元件输出极开路时的霍尔电压。称为乘积灵敏度SH，