第6章磁電磁敏式傳感器

第6章磁電、磁敏式傳感器傳感器原理與應(yīng)用主要內(nèi)容：

6.1磁電感應(yīng)式傳感器

6.2霍爾式傳感器

6.3磁敏元件

傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

電感式傳感器是把被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電感量(自感、互感）的變化；

磁電式傳感器是將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)變化，引起電動(dòng)勢(shì)輸出變化。磁電感應(yīng)式速度傳感器霍爾開關(guān)基于巨磁電阻效應(yīng)的iGMR傳感器傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理，通過檢測(cè)磁場(chǎng)的變化將運(yùn)動(dòng)的速度、位移、振動(dòng)等物理量（機(jī)械能）轉(zhuǎn)換成線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（電量）輸出。是典型的有源傳感器。6.1磁電感應(yīng)式傳感器導(dǎo)體和磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)體兩端有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)輸出，磁電感應(yīng)式傳感器工作時(shí)不需要外加電源，可直接將被測(cè)物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電量輸出。機(jī)械能磁電式傳感器電量6.1.1磁電感應(yīng)式傳感器結(jié)構(gòu)、原理傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器磁電式結(jié)構(gòu)：傳感器由磁鋼、線圈、彈簧、阻尼器和殼體等組成，是典型的二階慣性系統(tǒng).根據(jù)原理有兩種磁電感應(yīng)式傳感器：恒磁通式:恒定磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)部件是線圈也可以是磁鐵。變磁通式:線圈、磁鐵靜止不動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)物體引起磁阻、磁通變化。

恒磁通式（a）開磁路（b）閉磁路變磁通式

傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器動(dòng)鋼型動(dòng)圈型恒磁通式測(cè)振動(dòng)恒磁通式傳感器通常用做機(jī)械振動(dòng)測(cè)量。振動(dòng)傳感器結(jié)構(gòu)大體分兩種:①動(dòng)圈型永久磁鐵與殼固定②動(dòng)鋼型線圈與殼體固定6.1.1磁電感應(yīng)式傳感器結(jié)構(gòu)、原理第6章

磁電式傳感器傳感與檢測(cè)技術(shù)

動(dòng)圈式振動(dòng)速度傳感器磁電式絕對(duì)速度計(jì):1—彈簧；2—?dú)んw;

3—阻尼環(huán);

4—磁鋼

;5—線圈;

6—芯軸；固有頻率10—15Hz，ζ=0.5—0.7，上限頻率1k。6.1.1磁電感應(yīng)式傳感器結(jié)構(gòu)、原理第6章

磁電式傳感器傳感與檢測(cè)技術(shù)這種慣性式傳感器，不需要靜止的參考基準(zhǔn)，直接安裝在被測(cè)體上，工作時(shí)傳感器不需要加電壓;

線圈隨被測(cè)物體運(yùn)動(dòng)，直接將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能輸出，是典型的發(fā)電型傳感器。1-彈簧片,2-阻尼環(huán)，3-磁鐵，4-鋁支架，5-芯軸,6-線圈，7-殼體,8-引線

動(dòng)圈式振動(dòng)速度傳感器6.1.1磁電感應(yīng)式傳感器結(jié)構(gòu)、原理傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

變磁通式又稱為變磁阻式，線圈、磁鐵靜止不動(dòng)，測(cè)轉(zhuǎn)速時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)物體（齒輪的凹凸）引起磁阻或磁通變化。開磁路閉磁路（a）開磁路（b）閉磁路6.1.1磁電感應(yīng)式傳感器結(jié)構(gòu)、原理傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器根據(jù)電磁感應(yīng)定律，線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)切割磁力線，線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過線圈磁通變化率有關(guān)。式中：B

磁感應(yīng)強(qiáng)度，N

線圈匝數(shù)，

L每匝線圈長度，V運(yùn)動(dòng)速度線圈繞組中的感應(yīng)電勢(shì)與磁場(chǎng)、線圈的匝數(shù)圈數(shù)及運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可以表示為

6.1.2基本特性第6章

磁電式傳感器6.1.2基本特性傳感與檢測(cè)技術(shù)電壓靈敏度：

由可確定靈敏度為常數(shù)電流靈敏度:

可定義出磁電感應(yīng)式傳感器靈敏度

對(duì)于結(jié)構(gòu)確定的磁電式傳感器，輸出正比于振動(dòng)速度理想輸出特性6.1.2基本特性

傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器實(shí)際輸出特性（靈敏度）是非線性的，偏離的原因：當(dāng)振動(dòng)速度很小時(shí)（υ<υa），慣性力不足以克服傳感器活動(dòng)部件的靜摩擦力，因此線圈與磁鐵不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此無輸出；當(dāng)υ＞υa超過υb時(shí)，慣性力克服靜摩擦力，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但摩擦阻尼使輸出特性非線性；當(dāng)速度超過υb到達(dá)υc時(shí)慣性太大超過彈性形變范圍，輸出出現(xiàn)飽和；這種傳感器的輸出在很小和很大情況下是非線性的，但實(shí)際的工作范圍較大,實(shí)用性較強(qiáng)。振動(dòng)傳感器輸出特性超過彈性形變范圍輸出出現(xiàn)飽和6.1.2基本特性傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

技術(shù)參數(shù)：

靈敏度：20～50mV／mm／Sec±1％（根據(jù)用戶調(diào)整）頻率響應(yīng)（可選）：5～100Hz，10～500Hz，10～1000Hz

固有頻率：約10Hz

振幅極限：2mm（峰-峰值）最大加速度：10gS-ZS型磁電式振動(dòng)速度傳感器

國產(chǎn)S-ZS型振動(dòng)速度傳感器，與振動(dòng)監(jiān)控儀或振動(dòng)強(qiáng)度監(jiān)控儀配接后，可以測(cè)量各種位移、速度等，用來對(duì)機(jī)械故障進(jìn)行預(yù)測(cè)和報(bào)警。振動(dòng)速度傳感器主要用于對(duì)轉(zhuǎn)速600～6000轉(zhuǎn)/分旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行長期監(jiān)測(cè)，振動(dòng)烈度監(jiān)控儀6.1.3測(cè)量電路傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

信號(hào)輸出經(jīng)測(cè)量電路轉(zhuǎn)換可獲得位移和加速度直接輸出電動(dòng)勢(shì)，測(cè)量速度信號(hào)；接入積分電路可測(cè)量位移信號(hào)；接入微分電路可測(cè)量加速度信號(hào)。磁電傳感器根本上是速度傳感器，磁鐵與線圈之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，能量全被彈簧吸收，磁路線圈切割磁力線產(chǎn)生于正比速度的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由此輸出可直接獲得速度信號(hào)。永久磁鐵與線圈間的相對(duì)位移十分接近振動(dòng)體的絕對(duì)位移，相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度就接近振動(dòng)體的振動(dòng)速度。6.1.3測(cè)量電路傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器位移速度加速度第6章

磁電式傳感器6.1.3測(cè)量電路傳感與檢測(cè)技術(shù)

速度經(jīng)時(shí)間積分，可測(cè)量位移If

CIi

Re=uiu0-+理想運(yùn)放RC稱積分時(shí)間常數(shù)根據(jù)設(shè)電容上初始電壓為零，輸出電壓是輸入電壓對(duì)時(shí)間積分uitu0t6.1.3測(cè)量電路傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

速度經(jīng)微分電路可測(cè)量加速度

IfRfIc

Cuiu0-+理想運(yùn)放因?yàn)閡0tuit第6章

磁電式傳感器6.1.4應(yīng)用傳感與檢測(cè)技術(shù)1.磁電式扭距傳感器圓盤齒引起磁通量變化，在線圈中感應(yīng)出交流電壓；當(dāng)扭距作用在轉(zhuǎn)軸上時(shí)，兩個(gè)磁電傳感器輸出的感應(yīng)電壓u1、u2存在相位差，相差與扭距的扭轉(zhuǎn)角成正比，傳感器可以將扭距引起的扭轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成相位差的電信號(hào)。轉(zhuǎn)軸測(cè)量電路磁電傳感器1磁電傳感器2齒型轉(zhuǎn)盤u1u2uωt信號(hào)頻率=轉(zhuǎn)速×齒數(shù)第6章

磁電式傳感器6.1.4應(yīng)用傳感與檢測(cè)技術(shù)2.磁電式轉(zhuǎn)速傳感器使探頭對(duì)準(zhǔn)測(cè)速齒輪的中部，調(diào)節(jié)探頭與齒頂?shù)木嚯x為1mm。測(cè)得的傳感器輸出信號(hào)脈沖的頻率就可以計(jì)算出測(cè)速齒輪的轉(zhuǎn)速。設(shè)齒輪齒數(shù)為N，脈沖頻率為f，轉(zhuǎn)速為：n=f/N

磁電轉(zhuǎn)速傳感器的工作方式轉(zhuǎn)速的單位是轉(zhuǎn)/分鐘，所以要再乘以60，才是轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，即

nz=60×f/N在使用60齒的齒輪時(shí)就可以得到一個(gè)簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)速公式n=f，可用頻率計(jì)測(cè)量轉(zhuǎn)速。這就是在工業(yè)中轉(zhuǎn)速測(cè)量中齒輪多為60齒的原因。第6章

磁電式傳感器6.1.4應(yīng)用傳感與檢測(cè)技術(shù)3.機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測(cè)機(jī)械振動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)是監(jiān)測(cè)飛機(jī)在飛行中發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)變化趨勢(shì)的系統(tǒng)。磁電式振動(dòng)傳感器固定在發(fā)動(dòng)機(jī)上，直接感受發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械振動(dòng)，并輸出正比于振動(dòng)速度的電壓信號(hào)。因傳感器接收飛機(jī)上各種頻率的振動(dòng)信號(hào)，必須經(jīng)濾波電路將其它頻率信號(hào)衰減后，才可能準(zhǔn)確測(cè)量出發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)速度。當(dāng)振動(dòng)量超過規(guī)定值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，飛行員可隨時(shí)采取緊急措施，避免事故發(fā)生。傳感器濾波放大檢波告警電路告警顯示器υ機(jī)械振動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)原理框圖uωt第6章

磁電式傳感器6.1.4應(yīng)用傳感與檢測(cè)技術(shù)轉(zhuǎn)子底座的振動(dòng)可采用加速度傳感器和速度傳感器兩種方式進(jìn)行測(cè)量。將帶有磁座的加速度和速度傳感器放置在試驗(yàn)臺(tái)的底座上，將傳感器的輸出經(jīng)變送器接A/D采集通道，輸入到計(jì)算機(jī)中。加速度和速度傳感器振動(dòng)測(cè)量4.加速度和速度傳感器振動(dòng)測(cè)量6.1.4應(yīng)用傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)等設(shè)備的振動(dòng)實(shí)驗(yàn)；兵器，坦克、火炮發(fā)射的振動(dòng)持續(xù)時(shí)間影響第二次發(fā)射；民用，機(jī)床、車輛、建筑、橋梁、大壩振動(dòng)監(jiān)測(cè)。工程上可采用頻譜分析識(shí)別信號(hào)中的周期分量，通過測(cè)量的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，確定最大幅值的頻率分量，然后找出故障。大型空氣壓縮機(jī)傳動(dòng)裝置故障診斷案例示意圖6.1.4應(yīng)用傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器電磁式繼電器6.1.4應(yīng)用傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器電磁式繼電器電磁式流量計(jì)6.1.4應(yīng)用傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器6.1.4應(yīng)用傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器電表結(jié)構(gòu)第6章

磁電式傳感器6.1.4應(yīng)用傳感與檢測(cè)技術(shù)磁通計(jì)原理傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

磁電式振動(dòng)傳感器的特點(diǎn)磁電式振動(dòng)傳感器是慣性式傳感器，不需要靜止的基準(zhǔn)參考，可直接裝在被測(cè)體上，適合作機(jī)械振動(dòng)測(cè)量、轉(zhuǎn)速測(cè)量。磁電式傳感器是發(fā)電型傳感器，工作時(shí)可不加電壓，直接將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能輸出。速度傳感器的輸出電壓正比于速度信號(hào)，便于直接放大。輸出功率大，穩(wěn)定可靠，可簡(jiǎn)化二次儀表，但傳感器尺寸大、重，頻率響應(yīng)低，通常在10～100Hz。輸出阻抗低幾十～幾千歐，對(duì)后置電路要求低，干擾小。出去活動(dòng)一下第6章

磁電式傳感器6.2霍爾式傳感器傳感與檢測(cè)技術(shù)隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，磁敏元件得到應(yīng)用和發(fā)展，廣泛用于自動(dòng)控制、信息傳遞、電磁場(chǎng)、生物醫(yī)學(xué)等方面的電磁、壓力、加速度、振動(dòng)測(cè)量。

磁場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)源的分布而與人們相關(guān)的磁場(chǎng)范圍很寬；一般的磁敏傳感器檢測(cè)的最低磁場(chǎng)只能測(cè)到10-6高斯。霍爾傳感器是一種磁敏元件，主要用于磁場(chǎng)檢測(cè)6.2霍爾式傳感器傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

測(cè)磁的方法：①利用電磁感應(yīng)作用的傳感器（強(qiáng)磁場(chǎng)）如：磁頭、機(jī)電設(shè)備、測(cè)轉(zhuǎn)速、磁性標(biāo)定、差動(dòng)變壓器；②利用磁敏電阻、磁敏二極管、霍爾元件測(cè)量磁場(chǎng)；③利用超導(dǎo)效應(yīng)傳感器，SQVID約瑟夫元件；④利用核磁共振的傳感器，有光激型、質(zhì)子型。⑤利用磁作用傳感器，磁針、表頭、繼電器。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，磁敏傳感器正向薄膜化，微型化和集成化方向發(fā)展。名稱工作原理工作范圍主要用途霍爾效應(yīng)器件霍爾效應(yīng)10-7～10T磁場(chǎng)測(cè)量，位置速度傳感器，電流、電壓傳感半導(dǎo)體磁敏電阻磁阻效應(yīng)10-3～1T旋轉(zhuǎn)和角度測(cè)量磁敏二極管電流的磁場(chǎng)調(diào)制10-6～10T位置、速度、電流、電壓傳感磁敏晶體管集電極（或漏極）電流的磁場(chǎng)調(diào)制10-6～10T位置、速度、電流、電壓傳感載流子疇器件載流子疇磁場(chǎng)調(diào)制10-6～1T磁強(qiáng)計(jì)金屬膜磁敏電阻器磁敏電阻的各向異性10-3～10-2T磁讀頭、旋轉(zhuǎn)編碼器巨磁電阻器磁耦合多層膜或自旋閥10-3～10-2T高密度磁讀頭非金屬磁傳感器磁率10-9～10-3T磁讀頭、旋轉(zhuǎn)編碼器巨磁阻抗傳感器巨磁阻抗或巨磁感應(yīng)10-10～10-4T旋轉(zhuǎn)、位置，大電流傳感磁性溫度傳感器居里點(diǎn)變化-50～250℃熱磁開關(guān)，溫度檢測(cè)磁致伸縮傳感器磁致伸縮效應(yīng)各種力學(xué)量測(cè)量磁電感應(yīng)傳感器法拉第電磁感應(yīng)效應(yīng)10-3～100T磁場(chǎng)測(cè)量及位置速度傳感磁通門磁強(qiáng)計(jì)材料的B-H飽和特性10-11～10-2T磁場(chǎng)測(cè)量核磁共振磁強(qiáng)計(jì)核磁共振10-12～10-2T磁場(chǎng)精度測(cè)量磁光傳感器法拉第或磁致伸縮效應(yīng)10-10～102T磁場(chǎng)及電流、電壓測(cè)量超導(dǎo)量子干涉器件約瑟夫遜效應(yīng)0-14～10-8T生物磁場(chǎng)測(cè)量主要磁敏元件及磁場(chǎng)強(qiáng)度分布傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器霍爾傳感器屬于半導(dǎo)體磁敏元件，磁敏元件也是基于磁電轉(zhuǎn)換原理，是把磁學(xué)物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、動(dòng)態(tài)特性好、壽命長。磁敏傳感器磁學(xué)量電信號(hào)6.2霍爾式傳感器傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器6.2霍爾式傳感器霍爾傳感器測(cè)轉(zhuǎn)速霍爾開關(guān)傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器6.2霍爾式傳感器霍爾開關(guān)元件用于手機(jī)開關(guān)無觸點(diǎn)開關(guān)利用SII的CMOS技術(shù)和傳感器技術(shù)來檢測(cè)「旋轉(zhuǎn)」和「旋轉(zhuǎn)方向」

第6章

磁電式傳感器6.2霍爾式傳感器6.2.1霍爾效應(yīng)傳感與檢測(cè)技術(shù)1878年美國物理學(xué)家霍爾首先發(fā)現(xiàn)金屬中的霍爾效應(yīng)，因?yàn)樘鯖]有得到應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體材料的霍爾效應(yīng)非常明顯，并且體積小有利于集成化。第6章

磁電式傳感器6.2.1霍爾效應(yīng)傳感與檢測(cè)技術(shù)把一個(gè)導(dǎo)體（半導(dǎo)體薄片）兩端通以電流，在垂直方向施加磁感強(qiáng)度B的磁場(chǎng)，在導(dǎo)體薄片的另外兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與控制電流I和磁場(chǎng)強(qiáng)度B的乘積成比例的電動(dòng)勢(shì)UH

，這種現(xiàn)象稱霍爾效應(yīng)。霍爾電動(dòng)勢(shì)與磁場(chǎng)強(qiáng)度B、

電流強(qiáng)度I

有關(guān)霍爾傳感器基于霍爾效應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度B的方向改變時(shí)霍爾電動(dòng)勢(shì)的電壓極性也隨之改變。第6章

磁電式傳感器6.2.1霍爾效應(yīng)傳感與檢測(cè)技術(shù)在磁場(chǎng)作用下導(dǎo)體中的自由電子做定向運(yùn)動(dòng)時(shí)每個(gè)電子受洛侖茲力作用被推向?qū)w的另一側(cè)：

磁場(chǎng)下導(dǎo)體中的電子運(yùn)動(dòng)時(shí)，因霍爾電勢(shì)產(chǎn)生霍爾電場(chǎng)，其中霍爾電場(chǎng)強(qiáng)度為：并有作用于電子的力：第6章

磁電式傳感器6.2.1霍爾效應(yīng)傳感與檢測(cè)技術(shù)

當(dāng)兩作用力相等時(shí)電荷不再向兩邊積累達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡：

通過（半）導(dǎo)體薄片的電流I與下列因素有關(guān)：

霍爾電勢(shì)為

n—載流子濃度，

v—電子運(yùn)動(dòng)速度，bd

—導(dǎo)體薄片橫截面積

，e

—電子電荷量。第6章

磁電式傳感器6.2.1霍爾效應(yīng)傳感與檢測(cè)技術(shù)代入后：與薄片尺寸有關(guān)與材料有關(guān)霍爾靈敏度霍爾常數(shù)式中：ρ—電阻率、n—電子濃度、μ—電子遷移率

μ=υ/E

單位電場(chǎng)強(qiáng)度作用下載流子運(yùn)動(dòng)速度。

可見霍爾電勢(shì)與電流和磁場(chǎng)強(qiáng)度的乘積成正比6.2.1霍爾效應(yīng)傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器任何材料在一定條件下都能產(chǎn)生霍爾電勢(shì)，但不是都可以制造霍爾元件;金屬材料因電子濃度n很高，RH很小，靈敏度低，UH很小;絕緣材料電阻率ρ很大，但電子遷移率μ很小，不適用；半導(dǎo)體材料電阻率ρ較大，電子遷移率μ適中，非常適于做霍爾元件；半導(dǎo)體中電子遷移率一般大于空穴的遷移率，所以霍爾元件多采用N型半導(dǎo)體（多電子）;由霍爾靈敏度可見:厚度d越小霍爾靈敏度KH越大，所以霍爾元件通常做的較薄，近似1微米(d≈1μm)，工作電壓很低。

討論6.2霍爾式傳感器6.2.2霍爾傳感器基本電路傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器霍爾元件外形和符號(hào)6.2.2霍爾傳感器基本電路傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器霍爾晶體的外形為矩形薄片，有四根引線，兩端加激勵(lì)，兩端為輸出，RL為負(fù)載電阻；電源E通過R控制激勵(lì)電流I；B磁場(chǎng)與元件面垂直（向里）實(shí)測(cè)中可把I×B

作輸入，也可把I

或B單獨(dú)做輸入；通過霍爾電勢(shì)輸出測(cè)量結(jié)果。

輸出UH與I或B成正比關(guān)系，或與I×B

成正比關(guān)系。6.2.3霍爾傳感器的誤差及補(bǔ)償傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器當(dāng)霍爾元件通以激勵(lì)電流I時(shí)，若磁場(chǎng)B=0，理論上霍爾電勢(shì)UH=0，但實(shí)際UH≠0，這時(shí)測(cè)得的空載電勢(shì)稱不等位電勢(shì)U0。產(chǎn)生的原因：霍爾引出電極安裝不對(duì)稱，不在同一等位面上，或激勵(lì)電極接觸不良。半導(dǎo)體材料不均勻，幾何尺寸不均勻，造成電阻率不均勻。(1)不等位電勢(shì)6.2.3霍爾傳感器的誤差及補(bǔ)償傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

不等位電勢(shì)的補(bǔ)償分析不等位電勢(shì)時(shí)可把霍爾元件等效為一個(gè)電橋不等位電壓相當(dāng)于橋路初始有不平衡輸出，U0≠0，可在電阻大的橋臂上并聯(lián)電阻。不等位電勢(shì)可表示為

U0=r0IH,

r0為不等位電阻6.2.3霍爾傳感器的誤差及補(bǔ)償傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器霍爾元件是半導(dǎo)體元件，它的許多參數(shù)與溫度有關(guān)。當(dāng)溫度變化時(shí)，載流子濃度n、遷移率μ、電阻率ρ，霍爾系數(shù)RH都會(huì)變化。(2)溫度誤差及補(bǔ)償靈敏度與溫度系數(shù)關(guān)系

恒流源補(bǔ)償：

由UH=KHIB

可見，恒流源I

供電可使UH穩(wěn)定，但靈敏度系數(shù)KH=RH/d=ρμ/d

也是溫度的函數(shù)，溫度T變化時(shí)，靈敏度KH也變化。6.2.3霍爾傳感器的誤差及補(bǔ)償傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

恒流源補(bǔ)償方法:在霍爾元件上并聯(lián)一分流電阻RpIHRIN當(dāng)TIPUH由于恒流源電流I不變，Rp自動(dòng)增加分流，使Ip增大，IH

下降，UH下降；補(bǔ)償電阻Rp

可選擇負(fù)溫度系數(shù).IHRPTIPUHKH=RH/d=ρμ/d多數(shù)霍爾器件是正溫度系數(shù)，TKH

，可通過減小

I

保持

KH×I

不變，抵消溫度造成KH增加的影響。6.2霍爾式傳感器6.2.4霍爾傳感器的應(yīng)用傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

位移測(cè)量；測(cè)轉(zhuǎn)速；測(cè)磁場(chǎng)；計(jì)數(shù)裝置(導(dǎo)磁產(chǎn)品)檢缺口檢齒霍爾元件磁鐵只要黑色金屬旋轉(zhuǎn)體的表面存在缺口或突起，就可產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度的脈動(dòng)，從而引起霍爾電勢(shì)的變化，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號(hào)。

1.測(cè)轉(zhuǎn)速6.2.4霍爾傳感器的應(yīng)用傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器2.霍爾傳感器位移測(cè)量原理在結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)位移測(cè)量線性好6.2.4霍爾傳感器的應(yīng)用傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器3.霍爾壓力傳感器結(jié)構(gòu)原理6.2.4霍爾傳感器的應(yīng)用傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器4.霍爾電流傳感器將被測(cè)電流的導(dǎo)線穿過霍爾電流傳感器的檢測(cè)孔。當(dāng)有電流通過導(dǎo)線時(shí)，在導(dǎo)線周圍將產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁力線集中在鐵心內(nèi)，并在鐵心的缺口處穿過霍爾元件，從而產(chǎn)生與電流成正比的霍爾電壓。傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器6.2.4霍爾傳感器的應(yīng)用霍爾元件磁集束器導(dǎo)線電流IX鉗口鐵心6.2.4霍爾傳感器的應(yīng)用傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器霍爾元件的磁感應(yīng)強(qiáng)度Ｂ與導(dǎo)線電流成正比，B∝IX，可求出測(cè)量電路的霍爾輸出電勢(shì)，輸出電勢(shì)與導(dǎo)線電流成正比。

ＫＨ

霍爾元件靈敏度；KB

為比例系數(shù)；

ＩC

控制電流,ＩX為導(dǎo)線電流；

KHＩcKB

為一定值；環(huán)形磁集束器作用是將載流導(dǎo)體中被測(cè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)集中到霍爾元件上，以提高靈敏度?；魻栐偶鲗?dǎo)線電流IX鉗口ＵH=KHICB=KHICKBIX6.2.4霍爾傳感器的應(yīng)用傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器壓舌豁口霍爾電流傳感器演示鐵心

線性霍爾IC

UH=KHICB

II霍爾電流傳感器直流電流傳感器霍爾鉗形電流表演示直流200A量程被測(cè)電流的導(dǎo)線未放入鐵心時(shí)；示值為零70.9A霍爾鉗形電流表演示70.9A鉗形表的環(huán)形鐵心可以張開，導(dǎo)線由此穿過霍爾鉗形電流表的使用被測(cè)電流的導(dǎo)線從此處穿入鉗形表的環(huán)形鐵心

手指按下此處，將鉗形表的鐵心張開在電廠、變電站，可將被測(cè)電流導(dǎo)線逐根夾到鉗形表的環(huán)形鐵心中霍爾鉗形電流表的使用叉形鉗形表漏磁稍大但使用方便用鉗形表測(cè)量電動(dòng)機(jī)的相電流

霍爾傳感器用于測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度

霍爾元件測(cè)量鐵心氣隙的B值

霍爾傳感器測(cè)轉(zhuǎn)速在被測(cè)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)軸上安裝一個(gè)齒盤，也可選取機(jī)械系統(tǒng)中的一個(gè)齒輪，將線性型霍爾器件及磁路系統(tǒng)靠近齒盤。齒盤的轉(zhuǎn)動(dòng)使磁路的磁阻隨氣隙的改變而周期性地變化，霍爾器件輸出的微小脈沖信號(hào)經(jīng)隔直、放大、整形后可以確定被測(cè)物的轉(zhuǎn)速。線性霍爾元件SN磁鐵霍爾元件輸出波形

UH=KH

IB

n（轉(zhuǎn)速）=60×f/齒數(shù)齒輪汽車轉(zhuǎn)速測(cè)量??實(shí)時(shí)典型信號(hào)的相關(guān)分析輸出信號(hào)整形濾波顯示霍爾轉(zhuǎn)速表原理

當(dāng)齒對(duì)準(zhǔn)霍爾元件時(shí)，磁力線集中穿過霍爾元件，可產(chǎn)生較大的霍爾電動(dòng)勢(shì)，放大、整形后輸出高電平；反之，當(dāng)齒輪的空擋對(duì)準(zhǔn)霍爾元件時(shí)，輸出為低電平。??霍爾轉(zhuǎn)速傳感器在汽車防抱死裝置（ABS）中的應(yīng)用

若汽車在剎車時(shí)車輪被抱死，將產(chǎn)生危險(xiǎn)。用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器來檢測(cè)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)有助于控制剎車力的大小。帶有微型磁鐵的霍爾傳感器鋼質(zhì)霍爾傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

計(jì)數(shù)電路利用霍爾元件實(shí)現(xiàn)的編碼計(jì)數(shù)典型電路。（晶體管、集成電路）;隨磁鼓上永久磁體的極性（N、S）變化，霍爾元件c、d端輸出電壓的極性（正、負(fù)）也發(fā)生變化，通過整形輸出，獲得近似矩形的脈沖信號(hào)。根據(jù)磁鼓上永久磁體數(shù)量多少，可獲得磁鼓旋轉(zhuǎn)一周的脈沖數(shù)目，從而進(jìn)行與旋轉(zhuǎn)有關(guān)的參數(shù)測(cè)量和控制。如開關(guān)設(shè)備。6.2.5霍爾集成傳感器傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器1.線性霍爾集成電路(測(cè)位移、測(cè)振動(dòng)、測(cè)量磁場(chǎng)大小)

輸出電壓在一定范圍與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成線性關(guān)系，四端輸出

霍爾集成IC電路可分為：

線性型、開關(guān)型兩種6.2.5霍爾集成傳感器傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器2.開關(guān)型集成器件(測(cè)轉(zhuǎn)速、開關(guān)控制、判斷N—S極性)

輸出H—L兩種狀態(tài)，高低電平轉(zhuǎn)換的磁場(chǎng)強(qiáng)度B不同，

B’、B’’形成切換回差，這是位置式作用傳感器的特點(diǎn),

作無觸點(diǎn)開關(guān)時(shí)可防止干擾引起的誤動(dòng)作。

開關(guān)型有常開、常閉型兩種6.2.5霍爾集成傳感器傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器TTLCOMSLED3.應(yīng)用

集成霍爾元件及接口電路霍爾開關(guān)元件性能演示集成霍爾元件封裝形式輸出端集電極（漏極）開路6.2.5霍爾集成傳感器傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器霍爾元件作無觸點(diǎn)開關(guān)6.2.5霍爾集成傳感器傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器霍爾元件和磁體運(yùn)動(dòng)方式6.2.5霍爾集成傳感器傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

霍爾元件測(cè)位置霍爾元件測(cè)角度6.2.5霍爾集成傳感器傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

霍爾計(jì)數(shù)裝置NS霍爾元件鋼珠絕緣傳送帶磁鋼信號(hào)輸出+VCCC22μVT11KSN計(jì)數(shù)器LM741SL3051+12V470K470K1K10K傳感器可輸出峰值20mV脈沖電壓傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器工位定位使用霍爾傳感器進(jìn)行定位，霍爾傳感器在檢測(cè)到磁鋼經(jīng)過傳感器探頭時(shí)，磁場(chǎng)的變化會(huì)使傳感器輸出脈沖信號(hào)。利用霍爾傳感器的這一特性，我們將磁鋼安裝在自動(dòng)化生產(chǎn)流水線某幾個(gè)特定的鏈板上，這樣，當(dāng)這些安裝有磁鋼的鏈板經(jīng)過傳感器探頭時(shí)，傳感器就會(huì)“認(rèn)出”這些鏈板。

霍爾式接近開關(guān)

當(dāng)磁鐵的有效磁極接近、并達(dá)到動(dòng)作距離時(shí)，霍爾式接近開關(guān)動(dòng)作?；魻柦咏_關(guān)一般配一塊釹鐵硼磁鐵。傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

霍爾式接近開關(guān)

接近式滑過式

霍爾式接近開關(guān)

用霍爾IC也能完成接近開關(guān)的功能，但是它只能用于鐵磁材料的檢測(cè)，并且還需要建立一個(gè)較強(qiáng)的閉合磁場(chǎng)。在右圖中，當(dāng)磁鐵隨運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)到距霍爾接近開關(guān)幾毫米時(shí)，霍爾IC的輸出由高電平變?yōu)榈碗娖?；?jīng)驅(qū)動(dòng)電路使繼電器吸合或釋放，控制運(yùn)動(dòng)部件停止移動(dòng)（否則將撞壞霍爾IC）起到限位的作用。

傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

霍爾式接近開關(guān)用于轉(zhuǎn)速測(cè)量n=60f4(r/min)軟鐵分流翼片

開關(guān)型霍爾IC

T

霍爾特斯拉計(jì)霍爾元件

霍爾高斯計(jì)（特斯拉計(jì)）的使用

霍爾元件磁鐵6.3磁敏元件傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器磁敏元件也是基于磁電轉(zhuǎn)換原理,60年代西門子公司研制了第一個(gè)磁敏元件,68年索尼公司研制成磁敏二極管,目前磁敏元件應(yīng)用廣泛。磁敏元件磁敏傳感器主要有：霍爾式磁敏傳感器；磁敏電阻；磁敏二極管；磁敏三極管。6.3.1磁敏電阻傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器載流導(dǎo)體置于磁場(chǎng)中，除了產(chǎn)生霍爾效應(yīng)外，導(dǎo)體中載流子因受洛侖茲力作用要發(fā)生偏轉(zhuǎn)，磁場(chǎng)使載流子運(yùn)動(dòng)方向的偏轉(zhuǎn)使電流路徑變化，起到了加大電阻的作用，磁場(chǎng)越強(qiáng)增大電阻的作用越強(qiáng)。ρ0

—零磁場(chǎng)電阻率；μ—磁導(dǎo)率；

ρB—B磁場(chǎng)電阻率；

B—磁場(chǎng)強(qiáng)度。外加磁場(chǎng)使導(dǎo)體(半導(dǎo)體)電阻隨磁場(chǎng)增加而增大的現(xiàn)象稱磁阻效應(yīng)。磁阻效應(yīng)表達(dá)式為（1）磁阻效應(yīng)第6章

磁電式傳感器6.3.1磁敏電阻傳感與檢測(cè)技術(shù)

而霍爾電場(chǎng)作用會(huì)抵消洛倫茲力，磁阻效應(yīng)被大大減弱；由于霍爾電場(chǎng)強(qiáng)度與導(dǎo)體薄片的寬度b成反比關(guān)系，

磁阻元件的電阻率與幾何尺寸有關(guān)。長方形樣品

扁條狀長形圓盤樣品電阻變化很小磁阻變化明顯不產(chǎn)生霍爾電場(chǎng)6.3.1磁敏電阻傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器長方形樣品：霍爾電場(chǎng)作用FH,電阻變化很小。扁條狀長形：霍爾電勢(shì)EH很小電流磁場(chǎng)作用偏轉(zhuǎn)厲害效應(yīng)明顯。圓盤樣品：外加磁場(chǎng)時(shí)，電流以螺旋形路徑指向外電極，路徑增大電阻增加。在圓盤中任何地方都不會(huì)積累電荷也不會(huì)產(chǎn)生霍爾電場(chǎng)，磁阻效應(yīng)明顯。長方形Lb為了消除霍爾電場(chǎng)影響，獲得大的磁阻效應(yīng),一般將磁敏電阻制成圓形或扁條長方形，并且磁敏元件需滿足

L/b<16.3.1磁敏電阻傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器磁敏電阻與霍爾元件屬同一類,都是磁電轉(zhuǎn)換元件,本質(zhì)不同是磁敏電阻沒有判斷極性的能力,只有與輔助材料(磁鐵)并用才具有識(shí)別磁極的能力.（2）磁敏電阻的輸出特性由于磁墨的磁場(chǎng)強(qiáng)度較弱，根據(jù)磁阻元件特性需要加偏置磁場(chǎng)，使磁敏電阻工作在線性區(qū)域。RM磁敏電阻電路符號(hào)RM傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器無偏置磁場(chǎng)時(shí)只能檢測(cè)磁場(chǎng)不能判別磁性。輸出弱磁場(chǎng)時(shí)磁阻與磁場(chǎng)關(guān)系為：

R=R0（1+MB2）

R0——為零磁場(chǎng)內(nèi)阻；

M——為零磁場(chǎng)系數(shù)；外加偏置磁場(chǎng)時(shí)磁阻具有極性，相當(dāng)在檢測(cè)磁場(chǎng)外加了偏置磁場(chǎng)，工作點(diǎn)移到線性區(qū)，磁極性也作為電阻值變化表現(xiàn)出來，這時(shí)電阻值的變化為：

R=RB（1+MB）

RB——為加偏置磁場(chǎng)電阻（2）磁敏電阻的輸出特性傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器這種傳感器主要用于識(shí)別磁性墨水的圖形和文字，在自動(dòng)測(cè)量技術(shù)中檢測(cè)微小磁信號(hào)，如錄音機(jī)、錄像機(jī)的磁帶、磁盤；防偽紙幣、票據(jù)、信用（磁）卡上用的磁性油墨等?？蓽y(cè)磁性齒輪，磁性墨水，磁性條形碼，磁帶，識(shí)別有機(jī)磁性（自動(dòng)售貨機(jī)）。(3)磁敏電阻的應(yīng)用6.3.1磁敏電阻6.3.2磁敏晶體管

傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

磁敏晶體管是在霍爾元件和磁敏電阻之后發(fā)展起來的，具有很高的磁靈敏度。靈敏度數(shù)量級(jí)比霍爾元件高出數(shù)百甚至數(shù)千倍，可在弱磁場(chǎng)條件下獲得較大輸出，這是霍爾元件和磁敏電阻所不及的。它不但能夠測(cè)出磁場(chǎng)大小，還能測(cè)出磁場(chǎng)方向。（1）磁敏二極管（鍺管2ACM，硅管2DCM）6.3.2磁敏晶體管

傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

器件特點(diǎn)：長“基區(qū)”的P-I-N結(jié)構(gòu)，本征區(qū)I長度較長構(gòu)成高阻半導(dǎo)體；磁敏二極管在長“基區(qū)”的一側(cè)面設(shè)置了復(fù)合區(qū)r，r面是個(gè)

粗糙面，載流子復(fù)合速度非常高；

r區(qū)對(duì)面是復(fù)合率很小的光滑面，載流子不易復(fù)合。（1）磁敏二極管（鍺管2ACM，硅管2DCM）傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

工作過程：加正向電壓時(shí)，空穴、電子同時(shí)注入I區(qū)

無磁場(chǎng)時(shí)B=0，大部分P區(qū)空穴注入N區(qū)，N區(qū)電子注入P區(qū)形成電流；

加正向磁場(chǎng)時(shí)，由于洛侖磁力作用，空穴電子偏向r區(qū)，并在r區(qū)很快復(fù)合，I區(qū)載流子減小↓，電流減小↓，相當(dāng)于電阻增加壓降增加↑；

加反向磁場(chǎng)時(shí)，空穴電子偏向r區(qū)背面，復(fù)合減少，I區(qū)載流子增加，相當(dāng)電阻減小電流增加↑，壓降減小↓。（1）磁敏二極管傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器在磁場(chǎng)作用下，磁敏二極管具有磁靈敏度。輸出電壓與外加磁場(chǎng)的關(guān)系叫磁敏二極管的磁—電特性，磁敏二極管具有正反磁靈敏度，這是磁阻元件欠缺的。另外，磁敏二極管正向磁靈敏度大于反向磁靈敏度，需互補(bǔ)使用。連接時(shí)需對(duì)臂相同、鄰臂相反。ΔUBED1D2D3D4U0（1）磁敏二極管磁敏二極管電路符號(hào)6.3.2磁敏晶體管傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器以鍺管NPN型為例：磁敏三極管也是以長基區(qū)為特征，有兩個(gè)PN結(jié)，發(fā)射極與基極之間的PN

結(jié)由長基區(qū)二極管構(gòu)成，有一個(gè)高復(fù)合區(qū)，集電極電流大小與磁場(chǎng)有關(guān)。

（2）磁敏三極管磁敏三極管電路符號(hào)6.3.2磁敏晶體管傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器加正向磁場(chǎng)載流子偏向高復(fù)合區(qū)，集電極電流Ic減??；加反向磁場(chǎng)載流子背向高復(fù)合區(qū)，集電極電流Ic增加；當(dāng)基極電流一定，靠外加磁場(chǎng)可以改變集電極電流，這是與普通三極管不同之處；由于長基區(qū)大于擴(kuò)散長度，所以發(fā)射極電流增益β＜1，但集電極電流有很高的磁靈敏度。（2）磁敏三極管6.3.2磁敏晶體管傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器位移測(cè)量磁敏二極管組成電橋，磁鐵處于磁敏元件之間，中間位置時(shí)輸出電壓U0=0；位移時(shí)兩磁敏元件感受的磁場(chǎng)強(qiáng)度不同，RD1≠RD3，電橋失衡，輸出與位移有關(guān)。位移方向相反輸出極性變化，可判別位移大小和方向。ED1D2D3D4U0SN渦流流量計(jì)

液體流動(dòng)時(shí)，渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，流速與轉(zhuǎn)速成正比，磁敏晶體管檢測(cè)到磁性渦輪周期變化近似正弦波波形，頻率與齒輪的轉(zhuǎn)速成正比。

頻率∝轉(zhuǎn)速∝流量磁性齒輪傳感器（3）磁敏晶體管的應(yīng)用6.3.2磁敏晶體管傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器

電感/電容/霍爾式接近開關(guān)比較

1.電感式（電渦流）接近開關(guān)工作原理

電感式接近開關(guān)屬于一種有開關(guān)量輸出的位置傳感器，它由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成，利用金屬物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)的振蕩感應(yīng)頭時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。渦流反作用于接近開關(guān)，使接近開關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，由此識(shí)別出有無金屬物體接近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是金屬物體。

工作流程方框圖1.電感式（電渦流）接近開關(guān)工作原理

產(chǎn)品：電感式接近開關(guān)（NPN/PNP三極管驅(qū)動(dòng)輸出）響應(yīng)頻率：500HZ；工作電壓：5～50V直流/交流90-250VAC

工作電流：小于10毫安；輸出驅(qū)動(dòng)電流：400毫安

溫度范圍：－40～70度檢測(cè)距離：1、2、4、5、8、10、15、20、25、40、50、80毫米被測(cè)距離與傳感器體積相關(guān);被檢測(cè)物為金屬

電感/電容/霍爾式接近開關(guān)比較

2.電容式接近開關(guān)工作原理

電容式接近開關(guān)亦屬于一種具有開關(guān)量輸出的位置傳感器，它的測(cè)量頭通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是物體的本身；當(dāng)物體移向接近開關(guān)時(shí)，物體和接近開關(guān)的介電常數(shù)發(fā)生變化，使得和測(cè)量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此可控制開關(guān)的接通和關(guān)斷。這種接近開關(guān)的檢測(cè)物體，并不限于金屬導(dǎo)體，也可以是絕緣的液體或粉狀物體，在檢測(cè)較低介電常數(shù)ε的物體時(shí)，可以順時(shí)針調(diào)節(jié)多圈電位器（位于開關(guān)后部）來增加感應(yīng)靈敏度，一般調(diào)節(jié)電位器使電容式的接近開關(guān)在0.7-0.8Sn的位置動(dòng)作。

產(chǎn)品2：M18電容式接近開關(guān)（NPN/PNP三極管驅(qū)動(dòng)輸出、交流90-250VAC）工作流程方框圖

電感/電容/霍爾式接近開關(guān)比較

2.電容式接近開關(guān)工作原理

檢測(cè)距離：1～100毫米

被檢測(cè)物：任何物體

響應(yīng)頻率：50HZ

工作電壓：直流/交流

工作電流：小于10毫安

輸出電流：400毫安

溫度范圍：－40～70度

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產(chǎn)品2：電容式接近開關(guān)（NPN/PNP三極管驅(qū)動(dòng)輸出）3.霍爾式接近開關(guān)工作原理

霍爾開關(guān)可用于接近開關(guān)，壓力開關(guān)，里程表等，為一種新型電器配件；霍爾效應(yīng)的靈敏度高低與外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比的關(guān)系?；魻栭_關(guān)就屬于有源磁電轉(zhuǎn)換器件，它可方便的把磁輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成實(shí)際應(yīng)用中的電信號(hào)，同時(shí)又具備工業(yè)場(chǎng)合實(shí)際應(yīng)用易操作和可靠性的要求?；魻栭_關(guān)的輸入端是以磁感應(yīng)強(qiáng)度B來表征的，當(dāng)B值達(dá)到一定的程度（如B1）時(shí)，霍爾開關(guān)內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，霍爾開關(guān)的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉(zhuǎn)。輸出端一般采用晶體管輸出，有NPN、PNP、常開型、常閉型、鎖存型（雙極性）、雙信號(hào)輸出之分。霍爾開關(guān)具有無觸電、低功耗、長使用壽命、響應(yīng)頻率高等特點(diǎn)，內(nèi)部采用環(huán)氧樹脂封灌成一體化，所以能在各類惡劣環(huán)境下可靠的工作。內(nèi)部原理圖及輸入/輸出轉(zhuǎn)移特性

電感/電容/霍爾式接近開關(guān)比較

3.霍爾式接近開關(guān)工作原理

產(chǎn)品3：M12霍爾式接近開關(guān)（NPN/PNP三極管驅(qū)動(dòng)輸出）檢測(cè)距離：1～10毫米

工作電壓：3～30V直流

工作電流：小于5毫安

響應(yīng)頻率：5000HZ

輸出電流：100毫安，感性負(fù)載50毫安

溫度范圍：－40～70度

安裝方式：埋入式225.0元/只這是最常用的霍爾開關(guān)，它的直徑為12毫米，固定時(shí)只要在設(shè)備外殼上打一個(gè)12毫米的園孔就能輕松固定，長度約30毫米，背后有工作指示燈，當(dāng)檢測(cè)到物體時(shí)紅色LED點(diǎn)亮，平時(shí)處于熄滅狀態(tài)，非常直觀，引線長度為100毫米。

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傳感與檢測(cè)技術(shù)第6章

磁電式傳感器本章要點(diǎn)：磁電感應(yīng)式傳感器（電動(dòng)式）工作原理、基本特性和應(yīng)用；霍爾式傳感器原理、霍爾傳感器的應(yīng)用、霍爾集成傳感器；磁敏傳感器，磁敏電阻器、磁敏二極管、磁敏三極管。6.1試述磁電感應(yīng)式振動(dòng)傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)形式。6.2什么是霍爾效應(yīng)？霍爾元件常用材料有哪些？為什么不用金屬做霍爾元件材料？6.3霍爾元件不等位電勢(shì)產(chǎn)生的原因有哪些？6.4某一霍爾元件尺寸為

沿L方向通以電流，在垂直于L和b的方向加有均勻磁場(chǎng)B，靈敏度為22V(A.T)，試求輸出霍爾電勢(shì)及載流子濃度。思考題和習(xí)題思考題和習(xí)題6.5試分析霍爾元件輸出接有負(fù)載時(shí)，利用恒壓源和輸人回路串聯(lián)電阻進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)臈l件。6.6霍爾元件靈敏度KH=40V(A.T)，控制電流I=3.0mA，寫出它置于1×10-4～5×10-4T線性變化的磁場(chǎng)中輸出的霍爾電勢(shì)范圍？6.7列舉（查找）l～2個(gè)霍爾元件的應(yīng)用例子。6.8比較霍爾元件、磁敏電阻、磁敏晶體管，它們有哪些相同之處和不同之處？簡(jiǎn)述其各自的特點(diǎn)。課堂練習(xí)電機(jī)通斷