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1、霍尔传感器霍尔传感器电气与电子测量技术霍尔传感器课件霍尔传感器霍尔传感器霍尔效应霍尔效应霍尔元件及应用霍尔元件及应用霍尔电流传感器霍尔电流传感器电气与电子测量技术霍尔传感器课件霍尔效应：霍尔效应：金属导体或半导体薄片处于磁场中，金属导体或半导体薄片处于磁场中，当垂直于磁场方向有电流流过时，在垂直于电流当垂直于磁场方向有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势的现象。和磁场的方向上将产生电动势的现象。霍尔效应霍尔效应电气与电子测量技术霍尔传感器课件NMBFLiv+EHFH霍尔效应霍尔效应FH = -eEH = -eUHbFL = evBFL = -FHi = -j bd =-nev b
2、dUH = bvBn材料的电子（载流子）浓度。材料的电子（载流子）浓度。e电子（载流子）电荷量；电子（载流子）电荷量；j电流密度；电流密度；（1）（2）电气与电子测量技术霍尔传感器课件霍尔效应霍尔效应 UHKHBi 其中其中KH为霍尔片的灵敏度，与材为霍尔片的灵敏度，与材料的性质、形状有关。料的性质、形状有关。如果磁场与薄片法线有夹角如果磁场与薄片法线有夹角： UHKHBI cos 两横侧间的霍尔电压：两横侧间的霍尔电压：为为霍尔系数。霍尔系数。其中其中（3）（4）当当l/b较小时较小时,需考虑形状系数需考虑形状系数:电气与电子测量技术霍尔传感器课件霍尔元件霍尔元件 具有霍尔效应的元件称具有霍
3、尔效应的元件称霍尔元件霍尔元件。霍尔传感器由霍尔元。霍尔传感器由霍尔元件组成。件组成。金属材料的自由电子浓度金属材料的自由电子浓度n很高，因此很高，因此RH很小，使输出很小，使输出UH很小。很小。半导体的电子浓度半导体的电子浓度n适中，适中，霍尔传感器中的霍尔霍尔传感器中的霍尔元件都是由半导体材料构成元件都是由半导体材料构成,多用多用N型半导体材料。型半导体材料。霍尔元件越薄（霍尔元件越薄（d越小），越小），KH越大，所以一般霍尔元件越大，所以一般霍尔元件都比较薄。都比较薄。电气与电子测量技术霍尔传感器课件霍尔元件调理电路霍尔元件调理电路 霍尔元件的基本测量电霍尔元件的基本测量电路如图所示。路
4、如图所示。 激励电流由电源激励电流由电源E供给，供给，可变电阻可变电阻RP用来调节激励电用来调节激励电流流I的大小。的大小。RL为输出霍尔为输出霍尔电势电势UH的负载电阻。通常它的负载电阻。通常它是显示仪表、记录装置或放是显示仪表、记录装置或放大器的输入阻抗。大器的输入阻抗。霍尔元件的基本测量电路霍尔元件的基本测量电路电气与电子测量技术霍尔传感器课件 霍尔片霍尔片 四极引线四极引线 壳体壳体霍尔元件结构霍尔元件结构电气与电子测量技术霍尔传感器课件 霍尔传感器是一种霍尔传感器是一种磁传感器磁传感器和和磁电转换磁电转换元件元件，检测，检测磁场及其变化，另外各种与磁场有关的场合都可以应用。磁场及其变
5、化，另外各种与磁场有关的场合都可以应用。 霍尔式传感器的应用霍尔式传感器的应用IBkUHH=（1 1）直接测磁场强度（）直接测磁场强度（I I恒定）；恒定）；（2 2）衍生：电流、电压、微小位移、压力、速度、加速度、）衍生：电流、电压、微小位移、压力、速度、加速度、振动等（需附加磁场振动等（需附加磁场B B） 应用范围：应用范围：电气与电子测量技术霍尔传感器课件1 1）体积小，重量轻，功耗小，可靠性好；）体积小，重量轻，功耗小，可靠性好；2 2）响应频率高（可达）响应频率高（可达1MHZ1MHZ）；）；3 3）非接触式、可用于特殊应用环境；）非接触式、可用于特殊应用环境；4 4）易于集成。）易
6、于集成。线性、非机械、半导体线性、非机械、半导体应用特点：应用特点：霍尔式传感器的应用霍尔式传感器的应用缺点：缺点：受温度影响较大，转换效率较低。受温度影响较大，转换效率较低。电气与电子测量技术霍尔传感器课件a a）对移）对移 b b）侧移）侧移 c c）旋转）旋转 d d）遮断）遮断应用实例应用实例位移、速度位移、速度电气与电子测量技术霍尔传感器课件检测齿轮的速度、齿形、齿数检测齿轮的速度、齿形、齿数 应用实例应用实例齿轮检测齿轮检测电气与电子测量技术霍尔传感器课件 利用霍尔元件测地磁场，用于寻北、空间姿态等。利用霍尔元件测地磁场，用于寻北、空间姿态等。应用实例应用实例霍尔电子罗盘霍尔电子罗
7、盘电气与电子测量技术霍尔传感器课件霍尔电流传感器霍尔电流传感器电气与电子测量技术霍尔传感器课件磁路定律磁路定律电气与电子测量技术霍尔传感器课件霍尔电流传感器霍尔电流传感器霍尔直测式电流传感器霍尔直测式电流传感器霍尔磁补式电流传感器霍尔磁补式电流传感器特点：直流，交流，脉冲（冲击）电流均可测特点：直流，交流，脉冲（冲击）电流均可测 非接触（隔离）非接触（隔离）电气与电子测量技术霍尔传感器课件1 1霍尔直测式电流传感器霍尔直测式电流传感器霍尔直测式电流传感器霍尔直测式电流传感器 UHKHIB已知KH，HB/，L，N，由HLNIc计算Ic（精度不高，较少使用）（精度不高，较少使用）电气与电子测量技术
8、霍尔传感器课件2霍尔磁补式电流传感器直到直到HpHs时时Is不不再增加，这时霍尔再增加，这时霍尔片就达到零磁通检片就达到零磁通检测。测。磁平衡时，磁平衡时，N NpI IpI IsN Ns计算计算IpIp电气与电子测量技术霍尔传感器课件霍尔钳形电流表霍尔钳形电流表 将磁芯做成张合结构，在磁芯开口处放置霍尔器件，将磁芯做成张合结构，在磁芯开口处放置霍尔器件，将环形磁芯夹在被测电流流过的导线外，即可测出其中流将环形磁芯夹在被测电流流过的导线外，即可测出其中流过的电流。这种钳形表既可测交流也可测直流。过的电流。这种钳形表既可测交流也可测直流。 电气与电子测量技术霍尔传感器课件小结小结|霍尔效应和霍尔元件霍尔效应和霍尔元件|调理电路调理电路 控制电流回路，霍尔电压输出回路控制电流回路，霍尔电压输出回路|霍尔电流传感器霍尔电流传感器 直测式，磁补式直测式，磁补式电气与电子测量技术霍尔传感器课件
