霍尔电流传感器

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一文解析霍尔效应传感器

一文解析霍尔效应传感器

发布日期:2020-03-23 作者:澳门威斯尼人游戏网站0907 点击:

磁传感器将磁或磁编码信息转换为电信号,以便通过电子电路进行处理。

一文解析霍尔效应传感器


磁传感器是固态设备,它们变得越来越流行,因为它们可以用于许多不同类型的应用,例如感测位置,速度或定向运动。它们也是电子设计人员的一种流行的传感器选择,因为它们具有非接触式无磨损操作,低维护,坚固的设计以及密封的霍尔效应设备,不受振动,灰尘和水的影响。

磁传感器的主要用途之一是用于感测位置,距离和速度的汽车系统。例如,曲柄轴的角度位置用于火花塞的点火角度,汽车座椅和用于安全气囊控制的座椅安全带的位置或用于防抱死制动系统的车轮速度检测(ABS)。

磁传感器设计用于响应各种不同应用中的各种正负磁场,一种类型的磁传感器,其输出信号是其周围磁场密度的函数,称为霍尔效应传感器。

霍尔效应传感器是由外部磁场激活的设备。我们知道磁场有两个重要特性:磁通密度,(B)和极性(北极和南极)。霍尔效应传感器的输出信号是器件周围磁场密度的函数。当传感器周围的磁通密度超过某个预设阈值时,传感器检测到它并产生称为霍尔电压V H的输出电压。请看下图。

霍尔效应传感器原理

一文解析霍尔效应传感器


霍尔效应传感器基本上由一块薄的矩形p型半导体材料组成,例如砷化镓(GaAs),锑化铟(InSb)或砷化铟(InAs),它们通过自身连续的电流。当器件放置在磁场中时,磁通线在半导体材料上施加力,该力使电荷载流子,电子和空穴偏转到半导体板的任一侧。电荷载流子的这种运动是它们经过半导体材料所经受的磁力的结果。

当这些电子和空穴移动侧边时,通过这些电荷载流子的积累在半导体材料的两侧之间产生电位差。然后,电子通过半导体材料的运动受到与其成直角的外部磁场的影响,并且这种效果在扁平矩形材料中更大。

通过使用磁场产生可测量电压的效果被称为18世纪70年代后发现它的霍华德霍尔的霍尔效应,霍尔效应的基本物理原理是洛伦兹力。以产生跨越所述装置的电势差的磁通线必须垂直,(90 ?到的电流的流动),并按照正确的极性,通常一个南极的。

霍尔效应提供有关磁极类型和磁场大小的信息。例如,南极会导致器件产生电压输出,而北极则无效。通常,当没有磁场存在时,霍尔效应传感器和开关被设计为处于“关闭”状态(开路状态)。它们仅在经受足够强度和极性的磁场时才变为“接通”,(闭路状态)。

霍尔效应磁传感器

基本霍尔元件的输出电压(称为霍尔电压,(V H))与通过半导体材料的磁场强度(输出αH )成正比 。这个输出电压可以非常小,即使受到强磁场也只有几微伏,因此大多数商用霍尔效应器件都是通过内置直流放大器,逻辑开关电路和稳压器制造的,以提高传感器的灵敏度,滞后和输出电压。这也使霍尔效应传感器能够在更广泛的电源和磁场条件下工作。

霍尔效应传感器

一文解析霍尔效应传感器


霍尔效应传感器提供线性或数字输出。线性(模拟)传感器的输出信号直接取自运算放大器的输出,输出电压与通过霍尔传感器的磁场成正比。


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