磁電式傳感器霍爾傳感器課件

1、第六章 磁敏傳感器 霍爾傳感器 Hall Sensor12霍爾式傳感器 霍爾傳感器是基于霍爾效應(yīng)的一種傳感器。1879年美國(guó)物理學(xué)家霍爾首先在金屬材料中發(fā)現(xiàn)了霍爾效應(yīng), 但由于金屬材料的霍爾效應(yīng)太弱而沒(méi)有得到應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展, 開(kāi)始用半導(dǎo)體材料制成霍爾元件, 由于它的霍爾效應(yīng)顯著而得到應(yīng)用和發(fā)展?；魻杺鞲衅鲝V泛用于電磁測(cè)量、壓力、加速度、振動(dòng)等方面的測(cè)量。 霍爾元件是一種四端元件13 霍爾式傳感器是基于霍爾效應(yīng)而將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電動(dòng)勢(shì)輸出的一種傳感器。霍爾器件是一種磁敏傳感器，利用半導(dǎo)體元件對(duì)磁場(chǎng)敏感的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換，它們可以檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化，可在各種與磁場(chǎng)有關(guān)的場(chǎng)合中使用。 按照

2、霍爾器件的功能可將它們分為：霍爾線性器件和霍爾開(kāi)關(guān)器件，前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。 霍爾器件具有許多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長(zhǎng)，安裝方便，功耗小，頻率高(可達(dá)1MHz)，耐振動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。 霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開(kāi)關(guān)器件無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)磨損、輸出波形清晰、無(wú)抖動(dòng)、無(wú)回跳、位置重復(fù)精度高。采用了各種補(bǔ)償和保護(hù)措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達(dá)-55+150。14霍爾傳感器的工作原理1霍爾效應(yīng) 半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于薄片，當(dāng)有電流I 流過(guò)薄片時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)EH，這種現(xiàn)象稱為

3、霍爾效應(yīng)。 磁感應(yīng)強(qiáng)度B為零時(shí)的情況ABCD15當(dāng)有圖示方向磁場(chǎng)B作用時(shí) 作用在半導(dǎo)體薄片上的磁場(chǎng)強(qiáng)度B越強(qiáng)，霍爾電勢(shì)也就越高?；魻栯妱?shì)UH可用下式表示： UH=KH IB16霍爾效應(yīng)演示 當(dāng)磁場(chǎng)垂直于薄片時(shí)，電子受到洛侖茲力的作用，向內(nèi)側(cè)偏移，在半導(dǎo)體薄片A、B方向的端面之間建立起霍爾電勢(shì)。ABCD17一、 霍爾效應(yīng)圖 霍爾效應(yīng)UHbldIFLFEvB18所以，霍爾電壓UH可表示為 UH = EH b = vBb設(shè)霍爾元件為N型半導(dǎo)體，當(dāng)它通電流I時(shí) FL = qvB 當(dāng)電場(chǎng)力與洛侖茲力相等時(shí)，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，這時(shí)有 qEH=qvB故霍爾電場(chǎng)的強(qiáng)度為 EH=vB19流過(guò)霍爾元件的電流為 I =

4、 dQ / dt =-bdvnq得： v = -I / nqbd所以： UH = -BI / nqd 若取 RH = -1 / nq 則 RH被定義為霍爾元件的霍爾系數(shù)。顯然，霍爾系數(shù)由半導(dǎo)體材料的性質(zhì)決定，它反映材料霍爾效應(yīng)的強(qiáng)弱。 n為半導(dǎo)體中的電子濃度，即單位體積中的電子數(shù)，負(fù)號(hào)表示電子運(yùn)動(dòng)方向與電流方向相反。110設(shè)KH即為霍爾元件的靈敏度，它表示一個(gè)霍爾元件在單位控制電流和單位磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生的霍爾電壓的大小. 單位是mV/（mAT）111材料中電子在電場(chǎng)作用下運(yùn)動(dòng)速度的大小常用載流子遷移率來(lái)表征，即在單位電場(chǎng)強(qiáng)度作用下，載流子的平均速度值。即所以而比較得出電阻率與霍爾系數(shù)RH和載流

5、子遷移率之間的關(guān)系：或112結(jié)論： 如果是P型半導(dǎo)體，其載流子是空穴，若空穴濃度為p，同理可得 霍爾電壓UH與材料的性質(zhì)有關(guān)。由上式可知、大，霍爾系數(shù)就大。金屬雖然很大，但很小，不宜做成霍爾元件；絕緣材料的 很高，但很小，也不能做霍爾元件。故霍爾傳感器中的霍爾元件都是半導(dǎo)體材料制成的。113 霍爾電壓UH與控制電流及磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)。 霍爾電壓UH與元件的尺寸有關(guān)。 根據(jù)上式，d愈小，KH愈大，霍爾靈敏度愈高.所以霍爾元件的厚度都比較薄，薄膜霍爾元件的厚度只有1m左右。但d過(guò)小，會(huì)使元件的輸入、輸出電阻增加。114可以推出，霍爾電動(dòng)勢(shì)UH的大小為： 式中：kH為靈敏度系數(shù)，kH= RH/d，表示在

6、單位磁感應(yīng)強(qiáng)度和單位控制電流時(shí)的霍爾電動(dòng)勢(shì)的大小,與材料的物理特性（霍爾系數(shù)）和幾何尺寸d有關(guān)； 霍爾系數(shù)RH1/(nq)，由材料物理性質(zhì)所決定，q為電子電荷量 ；n為材料中的電子濃度。 為磁場(chǎng)和薄片法線夾角。 a1152霍爾元件霍爾片是一塊矩形半導(dǎo)體單晶薄片(一般為4mm2mm0.1mm)，經(jīng)研磨拋光，然后用蒸發(fā)合金法或其他方法制作歐姆接觸電極，最后焊上引線并封裝。而薄膜霍爾元件則是在一片極薄的基片上用蒸發(fā)或外延的方法做成霍爾片，然后再制作歐姆接觸電極，焊上引線最后封裝。一般控制端引線采用紅色引線，而霍爾輸出端引線則采用綠色引線?；魻栐臍んw用非導(dǎo)磁金屬、陶瓷或環(huán)氧樹(shù)脂封裝。 (a) 霍爾

7、元件外形 (b)電路符號(hào) (c) 基本應(yīng)用電路116二、霍爾元件材料 電阻率、載流子遷移率、霍爾系數(shù)1鍺(Ge)，N型及P型均可。 2硅(Si)N型及P型均可。3砷化銦(InAs)和銻化銦(InSb)，這兩種材料的特性很相似。117 霍爾元件的構(gòu)造及測(cè)量電路 基于霍爾效應(yīng)工作的半導(dǎo)體器件稱為霍爾元件，霍爾元件多采用N型半導(dǎo)體材料?；魻栐奖?d 越小)，kH 就越大?；魻栐苫魻柶?、四根引線和殼體組成，如圖所示。118一、構(gòu) 造119 霍爾片是一塊半導(dǎo)體單晶薄片(一般為4mm2mm0.1mm)，它的長(zhǎng)度方向兩端面上焊有a、b兩根引線，通常用紅色導(dǎo)線，其焊接處稱為控制電極；在它的另兩側(cè)端面的

8、中間以點(diǎn)的形式對(duì)稱地焊有c、d兩根霍爾輸出引線，通常用綠色導(dǎo)線，其焊接處稱為霍爾電極。120 2) 霍爾元件的材料鍺(Ge)、硅(Si)、銻化銦(InSb)、砷化銦(InAs)和砷化鎵(GaAs)是常見(jiàn)的制作霍爾元件的幾種半導(dǎo)體材料。表6-2所列為制作霍爾元件的幾種半導(dǎo)體材料主要參數(shù)。電阻率電子遷移率 材料(單晶)禁帶寬度Eg/(eV) /(cm)/(cm/Vs)霍爾系數(shù)RH/(cmC-1)N型鍺(Ge)0.661.0350042504000N型硅(Si)1.1071.5150022501840銻化銦(InSb)0.170.005600003504200砷化銦(InAs)0.360.00352

9、50001001530磷砷銦(InAsP)0.630.08105008503000哪種材料制作的霍爾元件靈敏度高？1216.2.3 霍爾元件的技術(shù)參數(shù)1.額定激勵(lì)電流IH使霍爾元件溫升10C所施加的控制電流值。當(dāng)霍爾元件做好后，限制額定電流的主要因素是散熱條件。2.輸入電阻Ri和輸出電阻RORi 是指控制電流極之間的電阻值。R0 指霍爾電極間的電阻值。Ri 、R0可以在無(wú)磁場(chǎng)時(shí)用歐姆表等測(cè)量。122 3.不等位電勢(shì)U0及零位電阻r0 在額定控制電流I下，不加磁場(chǎng)時(shí)霍爾電極間的空載霍爾電勢(shì)。 當(dāng)霍爾元件的激勵(lì)電流為I時(shí), 若元件所處位置磁感應(yīng)強(qiáng)度為零, 則它的霍爾電勢(shì)應(yīng)該為零, 但實(shí)際不為零。

10、這時(shí)測(cè)得的空載霍爾電勢(shì)稱不等位電勢(shì)。123產(chǎn)生的原因有: 霍爾電極安裝位置不對(duì)稱或不在同一等電位面上; 半導(dǎo)體材料不均勻造成了電阻率不均勻或是幾何尺寸不均勻（如片厚薄不均勻等）; 激勵(lì)電極接觸不良造成激勵(lì)電流不均勻分布等。 這些工藝上問(wèn)題都將使等位面歪斜，致使兩霍爾電極不在同一等位面上而產(chǎn)生不等位電勢(shì)。 不等位電阻 不等位電勢(shì)也可用不等位電阻表示: 式中: U0不等位電勢(shì); r0不等位電阻; IH激勵(lì)電流。 由上式可以看出, 不等位電勢(shì)就是激勵(lì)電流流經(jīng)不等位電阻r0所產(chǎn)生的電壓。 1244、寄生直流電勢(shì) 當(dāng)不加外磁場(chǎng)，控制電流改用額定交流電流時(shí)，霍爾電極間的空載電勢(shì)為直流與交流電勢(shì)之和。其中的

11、交流霍爾電勢(shì)與前述零位電勢(shì)相對(duì)應(yīng)，而直流霍爾電勢(shì)是個(gè)寄生量，稱為寄生直流電勢(shì)V。5、熱阻RQ 它表示在霍爾電極開(kāi)路情況下，在霍爾元件上輸入lmW的電功率時(shí)產(chǎn)生的溫升，單位為0CmW。所以稱它為熱阻是因?yàn)檫@個(gè)溫升的大小在一定條件下與電阻有關(guān).1256.靈敏度減小d;選好的半導(dǎo)體材料126霍爾元件的主要技術(shù)參數(shù)127霍爾片基本測(cè)量電路圖如下所示。 （1）霍爾器件為四端口元件，其中1-3為（ 控制 ）電極；2-4為（ 霍爾 ）電極；（2）霍爾元件的輸入電阻是指（ 控制）電極間的電阻值，輸出電阻是指（ 霍爾 ）電極間的電阻值。（3）霍爾片的不等位電勢(shì)U0由不等位電阻r0引起，發(fā)生在（ 霍爾）電極上.1

12、28二、測(cè)量電路 霍爾元件的基本測(cè)量電路如圖5-22所示。 激勵(lì)電流由電源E供給，可變電阻RP用來(lái)調(diào)節(jié)激勵(lì)電流I的大小。RL為輸出霍爾電勢(shì)UH的負(fù)載電阻。通常它是顯示儀表、記錄裝置或放大器的輸入阻抗。129圖5-22 霍爾元件的基本測(cè)量電路130（a）基本測(cè)量電路WUHRLEW1W2UHUH（b）直流供電輸出方式 （c）交流供電輸出方式131霍爾元件的轉(zhuǎn)換效率較低，實(shí)際應(yīng)用中，可將幾個(gè)霍爾元件的輸出串聯(lián)或采用運(yùn)算放大器放大，以獲得較大的UH。霍爾元件的連接電路132練習(xí)題1、制作霍爾元件應(yīng)采用的材料是 ，因?yàn)榘雽?dǎo)體材料能使截流子的 的乘積最大，而使兩個(gè)端面出現(xiàn) 差最大。2、霍爾片不等位電勢(shì)是如

13、何產(chǎn)生的原因是重要起因是 焊接在同一等位面上。3、霍爾電動(dòng)勢(shì)與哪些因素有關(guān)?如何提高霍爾傳感器的靈敏度? 3答：133練習(xí)題1、制作霍爾元件應(yīng)采用的材料是半導(dǎo)體材料，因?yàn)榘雽?dǎo)體材料能使截流子的遷移率與電阻率的乘積最大，而使兩個(gè)端面出現(xiàn)電勢(shì)差最大。2、霍爾片不等位電勢(shì)是如何產(chǎn)生的原因是重要起因是不能將霍爾電極焊接在同一等位面上。3、霍爾電動(dòng)勢(shì)與哪些因素有關(guān)?如何提高霍爾傳感器的靈敏度? 3答：霍爾電動(dòng)勢(shì)與霍爾電場(chǎng)EH、載流導(dǎo)體或半導(dǎo)體的寬度b、載流導(dǎo)體或半導(dǎo)體的厚度d、電子平均運(yùn)動(dòng)速度u、磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I有關(guān)。 霍爾傳感器的靈敏度KH =RH/d。為了提高霍爾傳感器的靈敏度，霍爾元件常制成

14、薄片形。又因?yàn)榛魻栐撵`敏度與載流子濃度成反比，所以可采用自由電子濃度較低的材料作霍爾元件。 134不等位電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因是由于制造工藝不可能保證將兩個(gè)霍爾電極對(duì)稱地焊在霍爾片的兩側(cè)，致使兩電極點(diǎn)不能完全位于同一等位面上。 霍爾元件的誤差及補(bǔ)償 1霍爾元件的零位誤差與補(bǔ)償霍爾元件的零位誤差是指在無(wú)外加磁場(chǎng)或無(wú)控制電流的情況下，霍爾元件產(chǎn)生輸出電壓并由此而產(chǎn)生的誤差。它主要表現(xiàn)為以下幾種具體形式。 1) 不等位電動(dòng)勢(shì)不等位電動(dòng)勢(shì)是零位誤差中最主要的一種，它是當(dāng)霍爾元件在額定控制電流(元件在空氣中溫升10所對(duì)應(yīng)的電流)作用下，不加外磁場(chǎng)時(shí)，霍爾輸出端之間的空載電動(dòng)勢(shì)。 135此外,霍爾片電阻率不

15、均勻，或片厚薄不均勻，或控制電流極接觸不良都將使等位面歪斜，如圖所示，致使兩霍爾電極不在同一等位面上而產(chǎn)生不等位電動(dòng)勢(shì)。 2) 寄生直流電勢(shì)在無(wú)磁場(chǎng)的情況下，元件通入交流電流，輸出端除交流不等位電壓以外的直流分量稱為寄生直流電勢(shì)。產(chǎn)生寄生直流電勢(shì)的原因有兩個(gè)方面：(1)由于控制電極焊接處接觸不良而造成一種整流效應(yīng)，使控制電流因正、反向電流大小不等而具有一定的直流分量。(2)輸出電極焊點(diǎn)熱容量不相等產(chǎn)生溫差電動(dòng)勢(shì)。對(duì)于鍺霍爾元件，當(dāng)交流控制電流為20mA時(shí)，輸出電極的寄生直流電壓小于100 。136 3) 感應(yīng)零電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)零電動(dòng)勢(shì)是在未通電流的情況下，由于脈動(dòng)或交變磁場(chǎng)的作用，在輸出端產(chǎn)生的電動(dòng)

16、勢(shì)。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與霍爾元件輸出電極引線構(gòu)成的感應(yīng)面積成正比，如圖所示。 4) 自激場(chǎng)零電動(dòng)勢(shì)霍爾元件控制電流產(chǎn)生自激場(chǎng)，如圖所示。由于元件的左右兩半場(chǎng)相等，故產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)方向相反而抵消。實(shí)際應(yīng)用時(shí)由于控制電流引線也產(chǎn)生磁場(chǎng)，使元件左右兩半場(chǎng)強(qiáng)不等，因而有霍爾電動(dòng)勢(shì)輸出，這一輸出電動(dòng)勢(shì)即是自激場(chǎng)零電動(dòng)勢(shì)。137在上述的4種零位誤差中，寄生直流電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)零電動(dòng)勢(shì)以及自激場(chǎng)零電動(dòng)勢(shì)，是由于制作工藝上的原因而造成的誤差，可以通過(guò)工藝水平的提高加以解決。而不等位電動(dòng)勢(shì)所造成的零位誤差，則必須通過(guò)補(bǔ)償電路給予克服。在理想情況下R1=R2=R3=R4，即可取得零位電動(dòng)勢(shì)為零(或零位電

17、阻為零)，從而消除不等位電動(dòng)勢(shì)。實(shí)際上，若存在零位電動(dòng)勢(shì)，則說(shuō)明此4個(gè)電阻不完全相等，即電橋不平衡。為使其達(dá)到平衡，可在阻值較大的橋臂上并聯(lián)可調(diào)電阻RP或在兩個(gè)臂上同時(shí)并聯(lián)電阻RP和R。 霍爾元件結(jié)構(gòu)及等效電路如圖138霍爾元件補(bǔ)償電路1. 不等位電勢(shì)的補(bǔ)償不等位電勢(shì)AIU0BCDDR1R2R4ABCR3R4 霍爾元件的等效電路139圖 不等位電勢(shì)的補(bǔ)償電路140 2霍爾元件的溫度誤差及補(bǔ)償與一般半導(dǎo)體一樣，由于電阻率、遷移率以及載流子濃度隨溫度變化，所以霍爾元件的性能參數(shù)如輸入、輸出電阻,霍爾常數(shù)等也隨溫度而變化，致使霍爾電動(dòng)勢(shì)變化，產(chǎn)生溫度誤差。141將溫度每變化1時(shí)，霍爾元件輸入電阻或輸

18、出電阻的相對(duì)變化率Ri/Ro稱為內(nèi)阻溫度系數(shù)，用 表示。 將溫度每變化1時(shí)，霍爾電壓的相對(duì)變化率UHt/UH0稱為霍爾電壓溫度系數(shù)，用 表示。 142幾種溫度誤差的補(bǔ)償方法1) 采用恒壓源和輸入回路串聯(lián)電阻 補(bǔ)償基本電路及等效電路如圖霍爾電壓隨溫度變化的關(guān)系式為： 對(duì)上式求溫度的導(dǎo)數(shù)得，要使溫度變化時(shí)霍爾電壓不變，必須使外接電阻： 143 2) 合理選擇負(fù)載電阻RL的阻值霍爾元件的輸出電阻Ro和霍爾電動(dòng)勢(shì)UH都是溫度的函數(shù)(設(shè)為正溫度系數(shù))，當(dāng)霍爾元件接有負(fù)載RL時(shí)，在RL上的電壓為：為了負(fù)載上的電壓不隨溫度變化，應(yīng)使dUL/d(t-t0)=0，即式中：Ro0為溫度t0時(shí)的霍爾元件輸出電阻?？?/p>

19、采用串、并連電阻的方法使上式成立來(lái)補(bǔ)償溫度誤差，但霍爾元件的靈敏度將會(huì)降低。144 3) 采用溫度補(bǔ)償元件(如熱敏電阻、電阻絲)這是一種常用的溫度誤差補(bǔ)償方法。由于熱敏電阻具有負(fù)溫度系數(shù)，電阻絲具有正溫度系數(shù)，可采用輸入回路串接熱敏電阻，輸入回路并接電阻絲，或輸出端串接熱敏電阻對(duì)具有負(fù)溫度系數(shù)的銻化銦材料霍爾元件進(jìn)行溫度補(bǔ)償。可采用輸入端并接熱敏電阻方式對(duì)輸出具有正溫度系數(shù)的霍爾元件進(jìn)行溫度補(bǔ)償。一般來(lái)說(shuō)，溫度補(bǔ)償電路、霍爾元件和放大電路應(yīng)集成在一起制成集成霍爾傳感器。1452. 溫度誤差及補(bǔ)償溫度誤差 霍爾元件是采用半導(dǎo)體材料制成的, 因此它們的許多參數(shù)都具有較大的溫度系數(shù)。當(dāng)溫度變化時(shí),

20、霍爾元件的電阻率及霍爾系數(shù)都將發(fā)生變化, 從而使霍爾元件產(chǎn)生溫度誤差?；魻栂禂?shù)與溫度的關(guān)系可寫成 ： KH = KH0(1+ T)霍爾元件的輸入電阻與溫度變化的關(guān)系可寫成 r = r0(1+ T)146（1）分流電阻法 為了減小霍爾元件的溫度誤差, 除選用溫度系數(shù)小的元件或采用恒溫措施外, 由UH=KHIB可看出：采用恒流源供電是個(gè)有效措施, 可以使霍爾電勢(shì)穩(wěn)定。 但也只能減小由于輸入電阻隨溫度變化而引起的激勵(lì)電流I變化所帶來(lái)的影響。 大多數(shù)霍爾元件的溫度系數(shù)是正值, 它們的霍爾電勢(shì)隨溫度升高而增加（1+T）倍。如果,與此同時(shí)讓激勵(lì)電流I相應(yīng)地減小, 并能保持 KHI 乘積不變, 也就抵消了靈

21、敏系數(shù)KH 增加的影響。圖 5-6 就是按此思路設(shè)計(jì)的一個(gè)既簡(jiǎn)單、 補(bǔ)償效果又較好的補(bǔ)償電路。147UH 恒流源的分流電阻溫度補(bǔ)償法常采用分流電阻R0與霍爾元件的激勵(lì)電極相并聯(lián)。 當(dāng)霍爾元件的輸入電阻隨溫度升高而增加時(shí), 旁路分流電阻R0自動(dòng)地加強(qiáng)分流, 減少了霍爾元件的激勵(lì)電流I, 從而達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪康?。在圖 所示的溫度補(bǔ)償電路中, 設(shè)初始溫度為T0, 霍爾元件輸入電阻為r0, 靈敏系數(shù)為KH, 分流電阻為R0, 根據(jù)分流概念得圖 分流電阻補(bǔ)嘗電路示意圖ICI0148當(dāng)溫度升至T時(shí), 電路中各參數(shù)變?yōu)?r = r0(1+ T) R = R0(1+T) KH = KH0(1+ T)式中: 霍爾元

22、件輸入電阻溫度系數(shù); 分流電阻溫度系數(shù)。則 149 UH0=UH KH0IH0B=KHIHB則 KH0IH0=KH IH 將前面的式子代入上式, 經(jīng)整理并略去、 (T)2高次項(xiàng)后得 當(dāng)霍爾元件選定后, 它的輸入電阻r0和溫度系數(shù)及霍爾電勢(shì)溫度系數(shù)是確定值。由上式即可計(jì)算出分流電阻R0及所需的溫度系數(shù)值。為了滿足R0及兩個(gè)條件, 分流電阻可取溫度系數(shù)不同的兩種電阻的串、并聯(lián)組合, 這樣雖然麻煩但效果很好。 雖然溫度升高T, 為使霍爾電勢(shì)不變, 補(bǔ)償電路必須滿足溫升前、 后的霍爾電勢(shì)不變, 即 150(2)電橋補(bǔ)償法調(diào)節(jié)電位器W1可以消除不等位電勢(shì)。電橋由溫度系數(shù)低的電阻構(gòu)成，在某一橋臂電阻上并聯(lián)

23、一熱敏電阻。當(dāng)溫度變化時(shí)，熱敏電阻將隨溫度變化而變化，使電橋的輸出電壓相應(yīng)變化，仔細(xì)調(diào)節(jié)，即可補(bǔ)償霍爾電勢(shì)的變化，使其輸出電壓與溫度基本無(wú)關(guān)。w1w2E1w3R2R3R4R1E2RtUHt1515 霍爾傳感器的應(yīng)用霍爾元件具有結(jié)構(gòu)牢固、工藝成熟、體積小、壽命長(zhǎng)、線性度好、頻率高、耐振動(dòng)、不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，目前，霍爾傳感器是全球使用量排名第三的傳感器產(chǎn)品，它被廣泛應(yīng)用到工業(yè)、汽車業(yè)、計(jì)算機(jī)、手機(jī)以及新興消費(fèi)電子領(lǐng)域中。152霍爾式傳感器的應(yīng)用舉例 霍爾電勢(shì)是關(guān)于I、B、 三個(gè)變量的函數(shù)，即 UH=KHIBcos 。利用這個(gè)關(guān)系可以使其中兩個(gè)量不變，將第三個(gè)量作為變量，或者固定其中一個(gè)量，其余兩個(gè)量都作為變量。這使得霍爾傳感器有許多用途。153檢測(cè)磁場(chǎng)檢測(cè)磁場(chǎng)是霍爾式傳感器最典型的應(yīng)用之一。將霍爾器件做成各種形式的探頭，放在被測(cè)磁場(chǎng)中，使磁力線和器件表面垂直，通電后即可輸出與被測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度成線性正比的電壓。154霍爾位移傳感器155霍爾式位移傳感器原理示意圖156將霍爾元件置于磁場(chǎng)中，左半部磁場(chǎng)方向向上，右半部磁場(chǎng)方向向下，從 a端通入電流I，根據(jù)霍爾效應(yīng)，左半部產(chǎn)生霍爾電