資源描述：
《霍爾開(kāi)關(guān)元件原理》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、·一霍爾傳感器的分類o霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)原理而制成的電流和電壓傳感器。根據(jù)對(duì)霍爾電勢(shì)處理的方式不同，霍爾傳感器又可分為以下兩類：第一類是直接將霍爾電勢(shì)做適當(dāng)放大處理以后提供給檢測(cè)儀器或控制設(shè)備，就是所謂的直接檢測(cè)式霍爾電流傳感器。這種傳感器耐壓等級(jí)高，成本低，性能穩(wěn)定，但精度受溫度變化影響大，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性很不理想。我公司采用電路補(bǔ)償，圓滿解決以上問(wèn)題。第二類是磁場(chǎng)平衡式霍爾傳感器，它采用了單或雙霍爾元件，并工作在零磁通狀態(tài)，且有以下特點(diǎn)：①測(cè)量范圍寬，可測(cè)量各種電流，如直流、交流、脈沖電流等。②電氣隔離性能好。③
2、測(cè)量精度高，線性度好。④抗外界電磁和溫度等因素的干擾能力強(qiáng)。⑤電流上升率大，響應(yīng)速度快。⑥過(guò)載能力強(qiáng)。⑦體積小，重量輕，安裝簡(jiǎn)單、方便。目前的產(chǎn)品中以磁場(chǎng)平衡式霍爾傳感器為主。單極霍爾開(kāi)關(guān),高溫霍爾開(kāi)關(guān)元件,貼片霍爾開(kāi)關(guān),雙極霍爾開(kāi)關(guān),全極霍爾開(kāi)關(guān),微功耗霍爾開(kāi)關(guān),線性霍爾·霍爾傳感器的原理與應(yīng)用霍爾傳感器用它可以檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化，可在各種與磁場(chǎng)有關(guān)的場(chǎng)合中使用?；魻杺鞲衅饕曰魻栃?yīng)為其工作基礎(chǔ)，是由霍爾元件和它的附屬電路組成的集成傳感器?；魻杺鞲衅髟诠I(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和日常生活中有著非常廣泛的應(yīng)用。一、霍爾效應(yīng)霍爾元
3、件霍爾傳感器：（一）霍爾效應(yīng)：如〔圖1〕所示，在半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流I，并在薄片的垂直方向施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上，將產(chǎn)生電勢(shì)差為UH的霍爾電壓，它們之間的關(guān)系為。圖中d為薄片的厚度，k稱為霍爾系數(shù)，它的大小與薄片的材料有關(guān)。上述效應(yīng)稱為霍爾效應(yīng)，它是德國(guó)物理學(xué)家霍爾于1879年研究載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。（二）霍爾元件：根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成霍爾元件。它具有對(duì)磁場(chǎng)敏感、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此，在測(cè)量、自動(dòng)化、
4、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。（三）霍爾傳感器：由于霍爾元件產(chǎn)生的電勢(shì)差很小，故通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補(bǔ)償電路及穩(wěn)壓電源電路等集成在一個(gè)芯片上，稱之為霍爾傳感器?；魻杺鞲衅饕卜Q為霍爾集成電路，其外形較小，如〔圖2〕所示，是其中一種型號(hào)的外形圖。二、霍爾傳感器的分類：霍爾傳感器分為線性型霍爾傳感器和開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器兩種。（一）線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出模擬量。（二）開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器，斯密特觸發(fā)器和輸出級(jí)組成，它輸出數(shù)字量。三、霍爾傳感器的
5、特性：（一）線性型霍爾傳感器的特性：輸出電壓與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度呈線性關(guān)系，如〔圖3〕所示，在B1～B2的磁感應(yīng)強(qiáng)度范圍內(nèi)有較好的線性度，磁感應(yīng)強(qiáng)度超出此范圍時(shí)則呈現(xiàn)飽和狀態(tài)。（二）開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器的特性：如〔圖4〕所示，其中BOP為工作點(diǎn)“開(kāi)”的磁感應(yīng)強(qiáng)度，BRP為釋放點(diǎn)“關(guān)”的磁感應(yīng)強(qiáng)度。當(dāng)外加的磁感應(yīng)強(qiáng)度超過(guò)動(dòng)作點(diǎn)Bop時(shí)，傳感器輸出低電平，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度降到動(dòng)作點(diǎn)Bop以下時(shí)，傳感器輸出電平不變，一直要降到釋放點(diǎn)BRP時(shí)，傳感器才由低電平躍變?yōu)楦唠娖健op與BRP之間的滯后使開(kāi)關(guān)動(dòng)作更為可靠。另外還有一種“鎖鍵型”（
6、或稱“鎖存型”）開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器，其特性如〔圖5〕所示。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度超過(guò)動(dòng)作點(diǎn)Bop時(shí)，傳感器輸出由高電平躍變?yōu)榈碗娖?，而在外磁?chǎng)撤消后，其輸出狀態(tài)保持不變（即鎖存狀態(tài)），必須施加反向磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到BRP時(shí)，才能使電平產(chǎn)生變化。四、霍爾傳感器的應(yīng)用按被檢測(cè)對(duì)象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為：直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。前者是直接檢測(cè)受檢對(duì)象本身的磁場(chǎng)或磁特性，后者是檢測(cè)受檢對(duì)象上人為設(shè)置的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)是被檢測(cè)的信息的載體，通過(guò)它，將許多非電、非磁的物理量，例如速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)間等，轉(zhuǎn)變
7、成電學(xué)量來(lái)進(jìn)行檢測(cè)和控制。（一）線性型霍爾傳感器主要用于一些物理量的測(cè)量。例如：1．電流傳感器： 由于通電螺線管內(nèi)部存在磁場(chǎng)，其大小與導(dǎo)線中的電流成正比，故可以利用霍爾傳感器測(cè)量出磁場(chǎng)，從而確定導(dǎo)線中電流的大小。利用這一原理可以設(shè)計(jì)制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點(diǎn)是不與被測(cè)電路發(fā)生電接觸，不影響被測(cè)電路，不消耗被測(cè)電源的功率，特別適合于大電流傳感?；魻栯娏鱾鞲衅鞴ぷ髟砣纭矆D6〕所示，標(biāo)準(zhǔn)圓環(huán)鐵芯有一個(gè)缺口，將霍爾傳感器插入缺口中，圓環(huán)上繞有線圈，當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，則霍爾傳感器有信號(hào)輸出。2．位移測(cè)量： 如〔圖7
8、〕所示，兩塊永久磁鐵同極性相對(duì)放置，將線性型霍爾傳感器置于中間，其磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，這個(gè)點(diǎn)可作為位移的零點(diǎn)，當(dāng)霍爾傳感器在Z軸上作△Z位移時(shí)，傳感器有一個(gè)電壓輸出，電壓大小與位移距離大小成正比。如果把拉力、壓力等參數(shù)變成位移距離，便可測(cè)出拉力及壓力的大小，如〔圖8〕所示，是按這一原理制成的力矩傳感器。（二）開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器主要用于測(cè)
