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1、傳感器技術(shù)霍爾式傳感器1霍爾傳感器是利用半導體材料的霍爾效應進行測量的一種磁霍爾傳感器是利用半導體材料的霍爾效應進行測量的一種磁敏式傳感器，一般由鍺、硅、銻化銦、砷化銦等半導體材料敏式傳感器，一般由鍺、硅、銻化銦、砷化銦等半導體材料制成。制成。它可以直接測量磁場及微位移量，已經(jīng)廣泛應用于電磁、壓它可以直接測量磁場及微位移量，已經(jīng)廣泛應用于電磁、壓力、加速度、振動等的測量領(lǐng)域。力、加速度、振動等的測量領(lǐng)域。目前霍爾傳感器已從分立元件發(fā)展到了集成電路的階段，正目前霍爾傳感器已從分立元件發(fā)展到了集成電路的階段，正越來越受到人們的重視，應用日益廣泛。越來越受到人們的重視，應用日益廣泛。傳感器技術(shù)霍爾式

2、傳感器2在與磁場垂直的在與磁場垂直的N型半導體薄片上通以電流型半導體薄片上通以電流I，由于，由于N型半導體的載流子為電型半導體的載流子為電子，因此電子將沿與電流相反的方向運動。由于洛侖磁力的作用，電子發(fā)生子，因此電子將沿與電流相反的方向運動。由于洛侖磁力的作用，電子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，一側(cè)形成電子累積，另一側(cè)形成正電荷累積，于是元件的橫向便形成偏轉(zhuǎn)，一側(cè)形成電子累積，另一側(cè)形成正電荷累積，于是元件的橫向便形成了電場。該電場阻止電子繼續(xù)向側(cè)面偏移，了電場。該電場阻止電子繼續(xù)向側(cè)面偏移，當電子所受電場力當電子所受電場力 與洛侖茲與洛侖茲力力 相等時，電子的累積達到動態(tài)平衡。這時在兩端橫面之間建立的電場稱相等

3、時，電子的累積達到動態(tài)平衡。這時在兩端橫面之間建立的電場稱為霍爾電場為霍爾電場 ，相應的電勢稱為霍爾電勢，相應的電勢稱為霍爾電勢 EfLfHEHUN型半導體薄片型半導體薄片0Lfq vB00HEHUfq Eqbh為霍爾片的靈敏度系數(shù)為霍爾片的靈敏度系數(shù)HKHHUK IB經(jīng)過分析：經(jīng)過分析：傳感器技術(shù)霍爾式傳感器3根據(jù)霍爾輸出與控制電流和磁感應強度的乘積成正比的關(guān)系根據(jù)霍爾輸出與控制電流和磁感應強度的乘積成正比的關(guān)系可知，霍爾元件主要用在下述三個方面：可知，霍爾元件主要用在下述三個方面：1）保持元件的控制電流恒定，則元件的輸出正比于磁感應強度。）保持元件的控制電流恒定，則元件的輸出正比于磁感應強

4、度。因此，可以測定恒定和交變磁感應強度，如高斯計；同時凡是能轉(zhuǎn)因此，可以測定恒定和交變磁感應強度，如高斯計；同時凡是能轉(zhuǎn)化為磁感應強度變化的量都能進行測量，如位移、角度、轉(zhuǎn)速和加化為磁感應強度變化的量都能進行測量，如位移、角度、轉(zhuǎn)速和加速度等。速度等。2）保持元件感受的磁感應強度不變時，則元件的輸出正比于控制電）保持元件感受的磁感應強度不變時，則元件的輸出正比于控制電流。因此，主要的應用有交、直流的電流表、電壓表等；同時凡能流。因此，主要的應用有交、直流的電流表、電壓表等；同時凡能轉(zhuǎn)換為電流變化的量，均能進行測量。轉(zhuǎn)換為電流變化的量，均能進行測量。3）當元件的控制電流和磁感應強度均變化時，元件

5、輸出與兩者乘積）當元件的控制電流和磁感應強度均變化時，元件輸出與兩者乘積成正比。因此，它可用于乘法、功率等的測量，如乘法計、功率計成正比。因此，它可用于乘法、功率等的測量，如乘法計、功率計等。等。HHUBK I傳感器技術(shù)霍爾式傳感器4霍爾元件的組成：由霍爾片、四根引線和殼體組成，如下圖示?；魻栐慕M成：由霍爾片、四根引線和殼體組成，如下圖示?；魻栐且换魻栐且环N四端元件種四端元件型號命名方法：型號命名方法：傳感器技術(shù)霍爾式傳感器5霍爾片是一塊矩形半導體薄片。霍爾片是一塊矩形半導體薄片。控制電流端引線控制電流端引線（激勵電極）（激勵電極）霍爾電勢輸出端引線霍爾電勢輸出端引線（霍爾電極）（

6、霍爾電極）基本電路形式基本電路形式HHUK IB傳感器技術(shù)霍爾式傳感器6 霍爾元件及霍爾傳感器的應用十分廣泛。在測量領(lǐng)域，可霍爾元件及霍爾傳感器的應用十分廣泛。在測量領(lǐng)域，可用于測量磁場、電流、位移、壓力、振動、轉(zhuǎn)速等；在通信領(lǐng)用于測量磁場、電流、位移、壓力、振動、轉(zhuǎn)速等；在通信領(lǐng)域，可用于放大器、振蕩器、相敏檢波、混頻、分頻以及微波域，可用于放大器、振蕩器、相敏檢波、混頻、分頻以及微波功率測量等；在自動化技術(shù)領(lǐng)域，可用于無刷直流電機、速度功率測量等；在自動化技術(shù)領(lǐng)域，可用于無刷直流電機、速度傳感、位置傳感、自動記數(shù)、接近開關(guān)、霍爾自整角機構(gòu)成的傳感、位置傳感、自動記數(shù)、接近開關(guān)、霍爾自整角機

7、構(gòu)成的伺服系統(tǒng)和自動電力拖動系統(tǒng)等。伺服系統(tǒng)和自動電力拖動系統(tǒng)等。 傳感器技術(shù)霍爾式傳感器7（1）簡易高斯計）簡易高斯計 霍爾元件及傳感器廣泛用于磁場測量。圖為一個簡易高斯計電路，它直霍爾元件及傳感器廣泛用于磁場測量。圖為一個簡易高斯計電路，它直接采用線性型霍爾傳感器接采用線性型霍爾傳感器 UGN-3501M。 傳感器技術(shù)霍爾式傳感器8（2）計數(shù)裝置）計數(shù)裝置 下圖是一個應用霍爾傳感器對鋼球進行計數(shù)的裝置及電路。下圖是一個應用霍爾傳感器對鋼球進行計數(shù)的裝置及電路。 傳感器技術(shù)霍爾式傳感器9（3）霍爾接近開關(guān)）霍爾接近開關(guān) 利用開關(guān)型霍爾集成電路制作的接近開關(guān)具有結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾能力強利用開關(guān)型

8、霍爾集成電路制作的接近開關(guān)具有結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾能力強的特點，如圖所示。的特點，如圖所示。 傳感器技術(shù)霍爾式傳感器10（4）霍爾轉(zhuǎn)速表）霍爾轉(zhuǎn)速表 霍爾轉(zhuǎn)速表如圖霍爾轉(zhuǎn)速表如圖 所示。所示。 傳感器技術(shù)霍爾式傳感器11（5）角位移測量儀）角位移測量儀 角位移測量儀其結(jié)構(gòu)如圖所示。角位移測量儀其結(jié)構(gòu)如圖所示。 傳感器技術(shù)霍爾式傳感器12（6）功率計）功率計 因為磁場因為磁場BIL，而負載電壓，而負載電壓VL用以產(chǎn)生樣品電流用以產(chǎn)生樣品電流I=VL/RVL（這里（這里R是比是比樣品和樣品和RL大得多的串聯(lián)電阻），則大得多的串聯(lián)電阻），則Hall電壓電壓VHIBVL IL。所以，測量出。所以，測量出Hall電壓電壓VH，即可直接得知負載，即可直接得知負載RL所消耗的功率所消耗的功率VLIL。傳感器技術(shù)霍爾式傳感器13作作 業(yè)業(yè) 有一霍爾元件，其靈敏度為有一霍爾元件，其靈敏度為K KH H1.2mV/mA.kGs 1.2mV/mA.kGs 把它放在把它放在一個梯度（一個梯度（dB/dxdB/dx）為）為5kGs/mm5kGs/mm的磁場中，如果額定控制電的磁場中，如果額定控制電流是流是20mA20mA，設霍爾元件在平衡點附近作，設霍爾元件在平衡點附近作 擺動，問輸出電壓可達多少毫伏？擺動，問輸出電壓可達多少毫伏？0.01mm