傳感器與檢測技術(shù)---第7章 磁電式傳感器-預(yù)覽頁
【正文】 圖 。 永久磁鐵產(chǎn)生的磁力線與齒形圓盤交鏈 。 這樣傳感器就可以把扭矩引起的扭轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成相位差的電信號 。 該電勢稱霍爾電勢 。 此時(shí) , 每個(gè)電子受洛侖磁力 fL 為 Bvef L ??? ???其 fL 大小為 fL =eBv （ 7 9） 式中 : e——電子電荷 。 隨著內(nèi) 、 外側(cè)積累電荷的增加 , 霍爾電場也增加 , 電子受到的電場力也增加 , 當(dāng)電子所受洛侖磁力與霍爾電場作用力大小相等時(shí) ， 即 fe=fL bUE HH ? 由于 fL 的作用 , 結(jié)果使金屬導(dǎo)電板內(nèi)側(cè)面上積累負(fù)電荷（ 電子 ） , 而外側(cè)面上積累了正電荷 , 從而形成了附加內(nèi)電場 EH, 稱霍爾電場 , 該電場強(qiáng)度為 （ 7 10） 第 7章 磁電式傳感器 eEH=evB （ 7 11） 則 EH=vB （ 7 12） 由于此兩個(gè)力方向相反 ， 使電荷不再向兩側(cè)面積累 , 達(dá)到動態(tài)平衡狀態(tài) 。 并制成薄片形狀 。 若要霍爾效應(yīng)強(qiáng) , 則 RH值大 , 因此要求霍爾片材料有較大的電阻率和載流子遷移率 。 目前常用的霍爾元件材料有 : 鍺 、 硅 、 砷化銦 、 銻化銦等半導(dǎo)體材料 。 砷化銦的霍爾系數(shù)較小 , 溫度系數(shù)也較小 , 輸出特性線性度好 。 并引出四個(gè)引線 。 第 7章 磁電式傳感器 激勵(lì)電極 霍爾電極 1 1 1? 1?2? 2?2 2 第 7章 磁電式傳感器 3. 霍爾元件基本特性 1） 額定激勵(lì)電流和最大允許激勵(lì)電流 當(dāng)霍爾元件自身溫升 10℃ 時(shí)所流過的激勵(lì)電流稱為 額定激勵(lì)電流 。 以上電阻值是在磁感應(yīng)強(qiáng)度為零且環(huán)境溫度在20℃ 177。 產(chǎn)生它的主要原因是霍爾電極安裝位置不對稱或不在同一等位面上造成的 。 第 7章 磁電式傳感器 理想情況下 , 霍爾電極 A、 B處于同一等位面上 ，R1=R2=R3=R4, 電橋平衡 ， 電勢為零 。 其中 A、 B為霍爾電極 , C、D為激勵(lì)電極 , 電極分布電阻分別用 R R R R4表示。 第 7章 磁電式傳感器 一般來說 ， 霍爾元件的靈敏度系數(shù)與溫度的關(guān)系可寫成 KH =KH0（ 1+αΔT） （ 7 20） 式中： KH0 ——溫度 T0時(shí)的 KH 值 。 如果與此同時(shí) ， 讓激勵(lì)電流 IH 相應(yīng)地減小 , 并能保持 KH IH 乘積不變 , 也就抵消了靈敏系數(shù) KH 增加的影響 。 第 7章 磁電式傳感器 在圖 7 11 所示的溫度補(bǔ)償電路中 , 設(shè)初始溫度為 T0, 霍爾元件輸入電阻為 Ri0, 靈敏系數(shù)為 KH0, 分流電阻為 Rp0, 根據(jù)分流概念得 0000000)//(ipspisipH RRIRRIRRI???當(dāng)溫度升至 T時(shí) , 電路中各參數(shù)變?yōu)? （ 7 21） Ri=Ri0（ 1+δΔT） （ 7 22 Rp=Rp0（ 1+βΔT） （ 7 23 式中： δ——霍爾元件輸入電阻溫度系數(shù) 。 aRaR ip00)( ??? ?? （ 7 27） 第 7章 磁電式傳感器 二 、 霍爾式傳感器的應(yīng)用 1. 霍爾式微位移傳感器 下 圖 712 給出了一些霍爾式位移傳感器的工作原理圖 。 第 7章 磁電式傳感器 第 7章 磁電式傳感器 圖 （ b） 所示是一種結(jié)構(gòu)簡單的霍爾位移傳感器 , 由一塊永久磁鐵組成磁路的傳感器 , 在 Δx=0 時(shí) , 霍爾電壓不等于零 。 磁性轉(zhuǎn)盤的輸入軸與被測轉(zhuǎn)軸相連 , 當(dāng)被測轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時(shí) , 磁性轉(zhuǎn)盤隨之轉(zhuǎn)動 , 固定在磁性轉(zhuǎn)盤附近的霍爾傳感器便可在每一個(gè)小磁鐵通過時(shí)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的脈沖 , 檢測出單位時(shí)間的脈沖數(shù) , 便可知被測轉(zhuǎn)速。 作業(yè)： P126 7－ 1； 7－ 4 第 7章 磁電式傳感器 第 7章 磁電式傳感器 課間休息 第 7章 磁電式傳感器 第 7章 磁電式傳感器 第 7章 磁電式傳感器
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