傳感器 5霍爾式課件

§5.2霍爾式傳感器

霍爾式傳感器是利用霍爾元件基于霍爾效應(yīng)原理而將被測(cè)量、如電流、磁場(chǎng)、位移、壓力等轉(zhuǎn)換成電動(dòng)勢(shì)輸出的一種傳感器?；魻栃?yīng)和霍爾元件材料霍爾元件構(gòu)造及測(cè)量電路霍爾元件的主要技術(shù)指標(biāo)霍爾元件的補(bǔ)償電路霍爾式傳感器的應(yīng)用舉例一、霍爾效應(yīng)一塊長(zhǎng)為l、寬為b、厚為d的半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)(磁場(chǎng)方向垂直于薄片)中。當(dāng)有電流I流過(guò)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)UH。。當(dāng)載流導(dǎo)體或半導(dǎo)體處于與電流垂直的磁場(chǎng)中時(shí)，在其兩端將產(chǎn)生電勢(shì)差。kH：靈敏度系數(shù)；I：控制電流；B：磁感應(yīng)強(qiáng)度；霍爾式傳感器可以檢測(cè)什么量？檢測(cè)電流，或者檢測(cè)能夠引起磁場(chǎng)變化的物理量（位移、壓力、振動(dòng)）如何提高傳感器的靈敏度？二、霍爾材料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。輸出電勢(shì)大。三、霍爾元件的構(gòu)造三、霍爾元件的構(gòu)造霍爾片：矩形半導(dǎo)體薄片；四極引線：長(zhǎng)度方向兩端面（控制電流端引線）側(cè)邊兩端面中點(diǎn)（霍爾電勢(shì)輸出引線）殼體：非導(dǎo)磁金屬、陶瓷或環(huán)氧樹(shù)脂封裝。

五、主要技術(shù)指標(biāo)品種輸入電流I/mA無(wú)負(fù)載霍爾電壓UH/mV輸入電阻r1/歐輸出電阻r2/歐靈敏度KH不平衡電壓Um/mVUH溫度系數(shù)/％r1、r2溫度系數(shù)/％砷化銦100>=8.531.5>=0.085<0.5-0.10.2150>=1221.5>=0.08<0.3-0.10.2400>=301.41.1>=0.075<1-0.070.2銻化銦5250~550240~550240~55050~10010-1~-1.3-1~-1.31080－30010~3010~308~3010-2.0-2.0返回六、不等位電勢(shì)的補(bǔ)償不等位電勢(shì)：磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，元件通以額定激勵(lì)電流時(shí)，霍爾電極間的空載電勢(shì)，或稱為零位電勢(shì)U0不等位電阻：R0=U0/IH產(chǎn)生原因：霍爾電極的位置不在同一等位面上；材料不均勻，工藝不良；后果：零位誤差。補(bǔ)償方法圖5-23不等位電勢(shì)的補(bǔ)償電路1、分流電阻法適用于恒流源提供控制電流的情況?？刂齐娏鳂O并聯(lián)補(bǔ)償電阻。1、分流電阻法當(dāng)溫度由T0變化為T(mén)霍爾元件的輸入電阻r，溫度補(bǔ)償電阻R0，霍爾元件靈敏度系數(shù)KH變化為：控制電流變化為：霍爾電勢(shì)變化為：1、分流電阻法溫度補(bǔ)償即為使得UH0=UH八、霍爾傳感器的應(yīng)用特點(diǎn)：霍爾式傳感器轉(zhuǎn)換效率較低，受溫度影響大，但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、堅(jiān)固、頻率響應(yīng)寬（<1MHz）、動(dòng)態(tài)范圍（輸出電勢(shì)變化）大、無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)、可靠性高、易微型化和集成電路化。應(yīng)用：在測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制