《磁電傳感器LL》PPT課件.ppt

1、磁電傳感器、磁電傳感器原理、動(dòng)圈磁電傳感器、磁阻電磁傳感器、1磁電傳感器原理，對(duì)于一個(gè)n匝的線圈，當(dāng)通過(guò)它的磁通量發(fā)生變化時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)3360磁通量的變化可以通過(guò)各種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，如切割磁鐵和線圈之間的磁力線、磁路中的磁阻變化、恒定磁場(chǎng)中的線圈面積變化等。因此可以制造不同類型的傳感器來(lái)測(cè)量速度和加速度。磁電傳感器根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)模式可分為動(dòng)圈式和磁阻式。霍爾傳感器，引文：該傳感器是以霍爾元件為敏感元件和轉(zhuǎn)換元件的傳感器，即由一些半導(dǎo)體材料的霍爾效應(yīng)原理制成?；魻栃?yīng)(圖1)霍爾電動(dòng)勢(shì)和靈敏度(圖2)材料結(jié)構(gòu)和主要技術(shù)指標(biāo)(圖3，指標(biāo))霍爾元件的基本測(cè)量電路(圖6)電磁特性(圖)誤差分析

2、和補(bǔ)償方法的應(yīng)用(圖18，圖19，圖20)，霍爾傳感器，霍爾效應(yīng)演示，c，d，a，b當(dāng)施加控制電流I時(shí)，相反極性的載流子在洛倫茲力的作用下聚集在兩個(gè)霍爾電極上，然后產(chǎn)生霍爾電勢(shì)UH。這種現(xiàn)象被稱為霍爾效應(yīng)。霍爾效應(yīng)適用于所有導(dǎo)體和半導(dǎo)體。靜電力和洛倫茲力是平衡的?；魻栃?yīng)是由磁場(chǎng)中洛倫茲力的作用引起的?；魻栐`敏度，表示在單位磁感應(yīng)和單位控制電流作用下的輸出霍爾電壓。它與霍爾元件的材料和尺寸有關(guān)?；魻栯娢?，1)千赫=相對(duì)濕度/天，那么D更小，霍爾板更薄(1米)。霍爾系數(shù)RH=(，)反映了霍爾效應(yīng)的強(qiáng)度；2)材料電阻與載流子濃度n及其遷移率有關(guān)；3)霍爾芯片長(zhǎng)邊/短邊4，輸出不受影響(一般長(zhǎng)邊

3、/短邊=2，短邊提供電流，長(zhǎng)邊輸出UH)，靈敏度，霍爾元件，環(huán)氧樹脂封裝，Z，霍爾元件尺寸：4毫米2毫米0.1毫米，基本測(cè)量電路，霍爾元件符號(hào)，輸出電壓為X，霍爾元件一般為幾毫歐，放大電路，主要技術(shù)規(guī)格，1。額定控制電流IC:當(dāng)B=0時(shí)，霍爾元件產(chǎn)生一個(gè)控制電流，空氣中的溫度上升10C。它的值從幾毫安到幾百毫安不等。2.輸入電阻Ri:霍爾元件兩個(gè)激勵(lì)電流端的DC電阻稱為輸入電阻。它的價(jià)值從幾歐元到幾百歐元不等，取決于不同類型的組件。隨著溫度的升高，輸入電阻減小，使得輸入電流增大，最終導(dǎo)致霍爾電位變化。為了減少這種影響，最好使用恒流源作為激勵(lì)源。3.輸出電阻R0:兩個(gè)霍爾電位輸出端之間的電阻稱為

4、輸出電阻，其值與輸入電阻的數(shù)量級(jí)相同。它也隨著溫度的變化而變化。選擇合適的負(fù)載電阻R1與之匹配，可以將溫度引起的霍爾電位漂移降至最低。靈敏度KH: KH=uh/(IB)，其值約為10mV(mAT)。5.最大磁感應(yīng)強(qiáng)度BM:當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度超過(guò)BM時(shí)，霍爾勢(shì)的非線性誤差將明顯增大，BM值一般為幾十特斯拉。6.不等電位：在額定勵(lì)磁電流下，當(dāng)外加磁場(chǎng)為零時(shí)，霍爾輸出端之間的開(kāi)路電壓稱為不等電位，這是由不對(duì)稱的幾何尺寸或兩個(gè)電極焊接不良或元件材料電阻率不均勻造成的。7.霍爾勢(shì)溫度系數(shù)：在一定磁場(chǎng)強(qiáng)度和激勵(lì)電流的作用下，當(dāng)溫度變化1時(shí)，霍爾勢(shì)變化的百分比稱為霍爾勢(shì)溫度系數(shù)，它與霍爾元件的材料有關(guān)。溫度對(duì)霍爾

5、元件的影響是由于半導(dǎo)體材料的電阻率、遷移率和載流子濃度隨溫度的變化。溫度誤差及其補(bǔ)償電路，選用溫度系數(shù)小的材料(砷化銦)，控制電流極與補(bǔ)償電阻并聯(lián)，并起到分流作用?；魻柤呻娐房煞譃榫€性型和開(kāi)關(guān)型。線性集成電路將霍爾元件、恒流源和線性差分放大器集成在同一芯片上，輸出電壓為伏特，比直接使用霍爾元件方便得多。典型的線性霍爾元件，如UGN3501。線性三端霍爾集成電路、集成霍爾元件、線性霍爾特性。右圖顯示了具有雙端差分輸出特性的線性霍爾元件的輸出特性曲線。當(dāng)磁場(chǎng)為零時(shí)，其輸出電壓等于零；當(dāng)感應(yīng)磁場(chǎng)為正時(shí)(磁鋼的S極與霍爾元件的正面對(duì)齊)，輸出為正；當(dāng)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)時(shí)，輸出為負(fù)。開(kāi)關(guān)型霍爾集成電路，它使霍爾

6、元件、穩(wěn)壓電路、放大器、施密特觸發(fā)器、OC門(開(kāi)集電極輸出門)等電路在同一芯片上。當(dāng)施加的磁場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)指定的工作點(diǎn)時(shí)，OC門從高阻抗?fàn)顟B(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，輸出變?yōu)榈碗娖?。?dāng)施加的磁場(chǎng)強(qiáng)度低于釋放點(diǎn)時(shí)，OC門再次變?yōu)楦咦杩範(fàn)顟B(tài)并輸出高電平。典型的開(kāi)關(guān)霍爾元件，如UGN3020。霍爾傳感器、霍爾元件和傳感器具有良好的可靠性、靈敏度和溫度穩(wěn)定性，因此被廣泛應(yīng)用于汽車的位置、速度和電流檢測(cè)、工業(yè)控制和安全系統(tǒng)。霍爾傳感器由于其非接觸性、耐油污性和防塵性，常被用來(lái)代替控制系統(tǒng)的光電傳感器和機(jī)械開(kāi)關(guān)，使系統(tǒng)更加可靠和優(yōu)秀?；魻栐梢灾瞥删€性元件和數(shù)字元件，數(shù)字元件的開(kāi)關(guān)次數(shù)不受限制，性能不降低；(1)當(dāng)輸入

7、電流恒定時(shí)，傳感器的輸出與磁感應(yīng)強(qiáng)度成比例。因此，任何能夠轉(zhuǎn)換磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的物理量都可以被測(cè)量和控制，如位移、角度、轉(zhuǎn)速和加速度。(2)當(dāng)磁感應(yīng)B保持不變時(shí)，傳感器的輸出與電流ic的變化成正比。因此，可以測(cè)量和控制所有可以轉(zhuǎn)換成電流變化的物理量。(3)由于霍爾電壓UH與輸入控制電流Ic和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的乘積成比例，所以可以測(cè)量任何可以轉(zhuǎn)換成乘積的物理量(如功率)。在傳感器領(lǐng)域，根據(jù)霍爾電壓UH、輸入控制電流IC和磁感應(yīng)強(qiáng)度B之間的線性關(guān)系，可以形成三種應(yīng)用模式：高斯計(jì)、電流互感器、乘法器、功率計(jì)、霍爾特斯拉計(jì)、霍爾元件、測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度的霍爾傳感器、霍爾元件、測(cè)量鐵芯氣隙的B值、霍爾位移傳感器、u

8、h=KX。60，Z，f，n，=，在測(cè)量速度的旋轉(zhuǎn)軸上安裝一個(gè)齒盤，或在機(jī)械系統(tǒng)中選擇一個(gè)齒輪，使線性霍爾元件和磁路系統(tǒng)靠近齒盤。齒盤的旋轉(zhuǎn)使磁路的磁阻隨著氣隙的變化而周期性變化，霍爾元件輸出的微脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)拉直、放大、整形后可以確定被測(cè)物體的轉(zhuǎn)速。S、N、線性霍爾、磁鐵、霍爾轉(zhuǎn)速表原理，當(dāng)齒與霍爾元件對(duì)準(zhǔn)時(shí)，磁力線通過(guò)霍爾元件集中，經(jīng)放大整形后產(chǎn)生較大的霍爾電動(dòng)勢(shì)并輸出高電平；相反，當(dāng)空擋與霍爾元件對(duì)齊時(shí)，輸出較低?；魻柦咏_(kāi)關(guān)用于速度測(cè)量演示，n、=、60、f、4、(r/min)、軟鐵分流翅片、開(kāi)關(guān)型霍爾集成電路、T和霍爾線性傳感器用于測(cè)量鋼表面涂層、油漆、塑料、搪瓷和其他涂層的厚度。霍爾電流傳感器、鐵芯、線性霍爾集成電路、eh=khikb、I、I、其他霍爾電流傳感器、霍爾鉗形電流表演示、DC 200A量程、導(dǎo)線未放入鐵芯時(shí)測(cè)得的電流值為零、70.9A、霍爾鉗形電流表演示、磁電編碼器、光電編碼器：該裝置為復(fù)雜的磁電編