最新传感器检测技术磁敏传感器幻灯片.ppt

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1、进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。　　记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快

2、，那么的温馨幸福，有母亲的味道！　　蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。　　蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅传感器检测技术磁敏传感器8060402000.20.40.60.81.0VH/(mV)λ=∞λ=7.0λ=1.5λ=3.0B(T)理论值实际值

3、霍耳电势的负载特性λ=R3/R2VHR3I霍耳电势随负载电阻值而改变的情况温度特性霍耳电势或灵敏度的温度特性，以及输入阻抗和输出阻抗的温度特性。可归结为霍耳系数和电阻率(或电导率)与温度的关系。霍耳材料的温度特征（a）RH与温度的关系；（b）ρ与温度的关系RH/cm2/℃﹒A-1250200150100504080120160200LnSbLnAsT/℃0246ρ/7×10-3Ω·cmLnAs20015010050LnSbT/℃0测量磁场的大小和方向电位差计mAESNR霍耳磁敏传感器测磁原理示意图原理：利用霍耳效应与集成电路技术结合而制成，能感知与磁信息有关的物

4、理量，并以开关信号形式输出。特点：霍耳开关集成传感器使用寿命长、无触点磨损、无火花干扰、无转换抖动、工作频率高、温度特性好、能适应恶劣环境。2)霍耳开关集成传感器由稳压电路、霍耳元件、放大器、整形电路、开路输出五部分组成。稳压电路可使传感器在较宽的电源电压范围内工作；开路输出可使传感器方便地与各种逻辑电路接口。霍耳开关集成传感器的结构及工作原理霍耳开关集成传感器内部结构框图23输出+－稳压VCC1霍耳元件放大BT整形地H霍耳开关集成传感器的工作特性曲线从工作特性曲线上可以看出，工作特性有一定的磁滞BH，图中的BOP为工作点“开”的磁感应强度，BRP为释放点“关”

5、的磁感应强度。VOUT(V)12ONOFFBRPBOPBHB0外加磁场与传感器输出电平的关系。当外加磁感强度高于BOP时，输出电平由高变低，传感器处于开状态。当外加磁感强度低于BRP时，输出电平由低变高，传感器处于关状态。霍耳传感器的仪器优点：(1)体积小，结构简单、寿命长。(2)无可动部件，无磨损，无摩擦热，噪声小。(3)装置性能稳定，可靠性高。(4)频率范围宽，从直流到微波范围均可应用。(5)霍耳器件载流子惯性小，装置动态特性好。缺点：转换效率低，受温度影响大。随着新材料新工艺不断出现，这些缺点正逐步得到克服。二、磁敏电阻电阻随磁场变化而改变的敏感元件，也称

6、MR元件，它的理论基础为磁阻效应。磁阻效应给通电的金属或半导体材料薄片加上与电流垂直或平行的外磁场，则其电阻值会变化。称此种现象为磁致电阻变化效应，简称为磁阻效应。在磁场中，电流的流动路径会因磁场的作用而加长，使得材料的电阻率增加。若某种金属或半导体材料的两种载流子(电子和空穴)的迁移率十分悬殊，主要由迁移率较大的一种载流子引起电阻率变化，它可表示为：Ｂ——为磁感应强度；ρ——材料在磁感应强度为Ｂ时的电阻率；ρ0——材料在磁感应强度为0时的电阻率；μ——载流子的迁移率。没有栅格时，电流只在电极附近偏转，电阻增加很小。在L>W长方形磁阻材料上面制作许多平行等间距的

7、金属条(即短路栅格)，相当于许多扁条状磁阻串联。栅格磁阻器件既增加了零磁场电阻值、又提高了磁阻器件的灵敏度。LWBBIIab三、磁敏二极管和磁敏三极管磁敏二极管、磁敏三极管是霍耳元件和磁敏电阻之后发展起来的磁电转换元件。优点：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，应用广泛；在检测、控制等方面普遍应用。磁敏二极管的结构与工作原理与普通二极管区别：普通二极管PN结的长度很短，避免载流子在基区里复合，磁敏二级管的PN结很长，大于载流子的扩散长度，由接近本征半导体的高阻材料构成的。一般锗磁敏二级管用ρ=40Ω•cm左右的P型

8、或N型单晶(锗本征半导体