N-52 霍爾傳感器71597 (2)課件

5.2霍爾傳感器5.2.1霍爾傳感器工作原理5.2.2霍爾元件的結(jié)構(gòu)和基本電路5.2.3霍爾元件的主要特性參數(shù)5.2.4霍爾元件誤差及補(bǔ)償5.2.5霍爾式傳感器的應(yīng)用5.2.1霍爾傳感器工作原理

在金屬或半導(dǎo)體薄片的兩端通過控制電流，并在薄片的垂直方向上施加磁場，則在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢（霍爾電勢），這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。

霍爾效應(yīng)原理——霍爾常數(shù)

霍爾常數(shù)霍爾常數(shù)大小取決于導(dǎo)體的載流子密度：金屬的自由電子密度太大，因而霍爾常數(shù)小，霍爾電勢也小，所以金屬材料不宜制作霍爾元件?；魻栯妱菖c導(dǎo)體厚度d成反比：為了提高霍爾電勢值，霍爾元件制成薄片形狀。霍爾元件靈敏度（靈敏系數(shù)）

半導(dǎo)體中電子遷移率（電子定向運(yùn)動(dòng)平均速度）比空穴遷移率高，因此N型半導(dǎo)體較適合于制造靈敏度高的霍爾元件，5.2霍爾傳感器5.2.1霍爾傳感器工作原理5.2.2霍爾元件的結(jié)構(gòu)和基本電路5.2.3霍爾元件的主要特性參數(shù)5.2.4霍爾元件誤差及補(bǔ)償5.2.5霍爾式傳感器的應(yīng)用5.2.2霍爾元件的結(jié)構(gòu)和基本電路霍爾元件5.2.3霍爾元件的主要特性參數(shù)：(1)輸入電阻和輸出電阻

輸入電阻：控制電極間的電阻

輸出電阻：霍爾電極之間的電阻(2)額定控制電流和最大允許控制電流

額定控制電流：當(dāng)霍爾元件有控制電流使其本身在空氣中產(chǎn)生10℃溫升時(shí)，對應(yīng)的控制電流值

最大允許控制電流：以元件允許的最大溫升為限制所對應(yīng)的控制電流值(3)不等位電勢Uo和不等位電阻ro

不等位電勢：當(dāng)霍爾元件的控制電流為額定值時(shí)，若元件所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，測得的空載霍爾電勢。r

0稱不等位電阻

(4)寄生直流電勢霍爾元件零位誤差的一部分當(dāng)沒有外加磁場，霍爾元件用交流控制電流時(shí)，霍爾電極的輸出有一個(gè)直流電勢控制電極和霍爾電極與基片的連接是非完全歐姆接觸時(shí)，會產(chǎn)生整流效應(yīng)。兩個(gè)霍爾電極焊點(diǎn)的不一致，引起兩電極溫度不同產(chǎn)生溫差電勢(5)霍爾電勢溫度系數(shù)在一定磁感應(yīng)強(qiáng)度和控制電流下，溫度每變化1oC時(shí)，霍爾電勢變化的百分率5.3.4霍爾元件誤差及補(bǔ)償1.不等位電勢誤差的補(bǔ)償2.溫度誤差及其補(bǔ)償1.不等位電勢誤差的補(bǔ)償可以把霍爾元件視為一個(gè)四臂電阻電橋，不等位電勢就相當(dāng)于電橋的初始不平衡輸出電壓。不等位電勢的補(bǔ)償電路不對稱電路簡單，而對稱補(bǔ)償?shù)臏囟确€(wěn)定性要好些減小霍爾元件的溫度誤差選用溫度系數(shù)小的元件采用恒溫措施采用恒流源供電恒流源溫度補(bǔ)償電路當(dāng)霍爾元件的輸入電阻隨溫度升高而增加時(shí)，旁路分流電阻自動(dòng)地加強(qiáng)分流，減少了霍爾元件的控制電流具體的計(jì)算過程？書121頁5.2霍爾傳感器5.2.1霍爾傳感器工作原理5.2.2霍爾元件的結(jié)構(gòu)和基本電路5.2.3霍爾元件的主要特性參數(shù)5.2.4霍爾元件誤差及補(bǔ)償5.2.5霍爾式傳感器的應(yīng)用1.微位移和壓力的測量測量原理： 霍爾電勢與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，若磁感應(yīng)強(qiáng)度是位置的函數(shù)，則霍爾電勢的大小就可以用來反映霍爾元件的位置。應(yīng)用： 位移測量、力、壓力、應(yīng)變、機(jī)械振動(dòng)、加速度產(chǎn)生梯度磁場的示意圖位移量較小，適于測量微位移和機(jī)械振動(dòng)霍爾式壓力傳感器彈簧管磁鐵霍爾片2.磁場的測量

在控制電流恒定條件下，霍爾電勢大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，由于霍爾元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它特