霍爾傳感器ppt課件-展示頁
2025-01-24 16:20本頁面
【正文】 原因： ? 霍爾元件的基片是半導(dǎo)體材料 ， 因而對溫度的變化很敏感 。 在極間分布的電阻用 R R R R4表示 ， 理想情況是R1＝ R2＝ R3＝ R4， 即零位電勢為零 （ 或零位電阻為零 ） 。 信息工程學(xué)院 23 A B C D I R1 R2 R3 R4 補(bǔ)償原理 ：將 R RR R4其視為電橋的四個(gè)臂 ， 即電橋不平衡 ， 為使其平衡可在阻值較大的臂上并聯(lián)電阻 ， 或在兩個(gè)臂上同時(shí)并聯(lián)電阻 。 (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 1℃ 時(shí) ， 霍爾電勢變化的百分率 。 不等位電阻 r0= U0 /I 信息工程學(xué)院 19 產(chǎn)生不等位電勢的原因主要是： ① 霍爾電極安裝位置不正確（不對稱或不在同一等電位面上）； ② 半導(dǎo)體材料不均勻造成了電阻率不均勻或是幾何尺寸不均勻； ③ 控制電極接觸不良造成控制電流不均勻分布等。 ? 不等位電阻 r0： 不等位電勢是由霍爾電極 2 和 2’之間的電阻 。 信息工程學(xué)院 18 (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 。 控制電流 Ic=(幾 ~幾十 )mA ? 最大允許控制電流 ： 以元件允許的最大溫升限制所對應(yīng)的控制電流值 。 Ri ? Ro， Ri、 Ro=100~2022?。 測量電路 信息工程學(xué)院 15 霍爾元件的主要特性參數(shù) ? 當(dāng)磁場和環(huán)境溫度一定時(shí) ： 霍爾電勢與控制電流 I成正比； ? 當(dāng)控制電流和環(huán)境溫度一定時(shí)： 霍爾電勢與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B成正比； ? 當(dāng)環(huán)境溫度一定時(shí) ： 輸出的霍爾電勢與 I和 B的乘積成正比。 通?；魻栯姌O位于基片長度的中間 ， 其寬度遠(yuǎn)小于基片的長度 。 圖 （ b） 是霍爾元件通用的圖形符號 。 信息工程學(xué)院 13 圖 （ a） 中其中 11電極用于加控制電流 ， 稱 控制電極 。 霍爾元件的結(jié)構(gòu)和基本電路 信息工程學(xué)院 12 另兩側(cè)端面的中間以點(diǎn)的形式對稱地焊有 c、 d兩根霍爾輸出引線 ， 通常用 綠色導(dǎo)線 ， 其焊接處稱為 霍爾電極 。 當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B和霍爾片平面法線成角度 θ時(shí) , 霍爾電勢為： ?cosBIKU HH ?信息工程學(xué)院 11 霍爾片是一塊半導(dǎo)體單晶薄片 (一般為 4mm 2mm )。 ne ddRK HH1??BIUK HH ?信息工程學(xué)院 10 BIKU HH ?補(bǔ)充： 霍爾電勢與導(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 。 信息工程學(xué)院 9 討論 : neR H1? 霍爾常數(shù)大小取決于導(dǎo)體的載流子密度： 分析：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 。 在勻強(qiáng)電場中，沿電場強(qiáng)度方向，兩點(diǎn)之間的電勢差等于電場強(qiáng)度跟這兩點(diǎn)之間距離的乘積。 ? 在半導(dǎo)體導(dǎo)電板垂直電流方向上作用一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的均勻磁場 ， 則載流子又受洛倫茲力作用 。 什么是霍爾效應(yīng)？ 信息工程學(xué)院 5 dIBRU HH ??? 在垂直于外磁場 B的方向上放置一半導(dǎo)體薄片 ， 半導(dǎo)體薄片通以電流 I， 方向如圖所示 。 信息工程學(xué)院 4 ? 霍爾效應(yīng)： 半導(dǎo)體薄片置于磁場中 ， 當(dāng)它的電流方向與磁場方向不一致時(shí) ， 半導(dǎo)體薄片上平行于電流和磁場方向的兩個(gè)面之間產(chǎn)生電動(dòng)勢 。 ? 發(fā)展： 隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展 , 開始用半導(dǎo)體材料制成霍爾元件 , 由于它的霍爾效應(yīng)顯著而得到應(yīng)用和發(fā)展 。1 霍爾傳感器 五邑大學(xué) 信息工程學(xué)院 信息工程學(xué)院 2 霍爾傳感器 霍爾傳感器工作原理 霍爾元件的結(jié)構(gòu)和基本電路 霍爾元件的主要特性參數(shù) 霍爾元件誤差及補(bǔ)償 霍爾式傳感器的應(yīng)用 信息工程學(xué)院 3 霍爾傳感器工作原理 ? 霍爾傳感器是基于 霍爾效應(yīng) 的一種傳感器 。 ? 起源： 1879年美國物理學(xué)家霍爾首先在金屬材料中發(fā)現(xiàn)了霍爾效應(yīng) , 但由于金屬材料的霍爾效應(yīng)太弱而沒有得到應(yīng)用 。 ? 應(yīng)用： 霍爾傳感器廣泛用于電磁測量 、 壓力 、 加速度 、振動(dòng)等方面的測量 。 ? 產(chǎn)生的電動(dòng)勢稱 霍爾電勢 ， 半導(dǎo)體薄片稱 霍爾元件 。 ? 半導(dǎo)體薄片中的電流是載流子自由電子在電場作用下的定向運(yùn)動(dòng) 。 信息工程學(xué)院 6 BeF ??載流子受 洛侖茲力 bEU HH ??霍爾電場強(qiáng)度 e—電子電荷；
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