霍尔传感器简介
霍尔传感器是依据霍尔效应制造的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研讨金属的导电组织时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,使用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地使用于工业自动化技能、检测技能及信息处理等方面。霍尔效应是研讨半导体资料功能的根本办法。经过霍尔效应试验测定的霍尔系数,可以判别半导体资料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。
霍尔传感器分类
霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。
(一)开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分扩大器,斯密特触发器和输出级组成,它输出数字量。开关型霍尔传感器还有一种特别的方式,称为锁键型霍尔传感器。
(二)线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性扩大器和射极跟从器组成,它输出模拟量。
线性霍尔传感器又可分为开环式和闭环式。闭环式霍尔传感器又称零磁通霍尔传感器。线性霍尔传感器首要用于交直流电流和电压丈量。。
霍尔传感器作业原理
磁场中有一个霍尔半导体片,恒定电流I从A到B经过该片。在洛仑兹力的效果下,I的电子流在经过霍尔半导体时向一侧偏移,使该片在CD方向上发生电位差,这便是所谓的霍尔电压。
霍尔电压随磁场强度的改动而改动,磁场越强,电压越高,磁场越弱,电压越低,霍尔电压值很小,一般只要几个毫伏,但经集成电路中的扩大器扩大,就能使该电压扩大到足以输出较强的信号。若使霍尔集成电路起传感效果,需要用机械的办法来改动磁感应强度。下图所示的办法是用一个滚动的叶轮作为操控磁通量的开关,当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时,磁场违背集成片,霍尔电压消失。这样,霍尔集成电路的输出电压的改动,就能表示出叶轮驱动轴的某一方位,使用这一作业原理,可将霍尔集成电路片用效果焚烧正时传感器。霍尔效应传感器归于被迫型传感器,它要有外加电源才干作业,这一特色使它能检测转速低的作业状况。
霍尔传感器优缺陷剖析
长处:
精度高:在作业温度区内精度优于1%,该精度适合于任何波形的丈量;霍尔开关器材无触点、无磨损、输出波形明晰、无颤动、无回跳、方位重复精度高(可达μm级)。
宽带宽:高带宽的电流传感器上升时间可小于1μs;可是,电压传感器带宽较窄,一般在15kHz以内,6400Vrms的高压电压传感器上升时间约500uS,带宽约700Hz。
丈量规模广泛:电流丈量可达50KA,电压丈量可达6400V。
结构结实,体积小,重量轻,寿命长,装置便利,功耗小,频率高(可达1MHZ),耐轰动,不怕尘埃、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。
缺陷:
互换性比较差,信号随温度改动,非线性输出,最好用单片机进行非线性和温度校对。