霍爾傳感器測(cè)量機(jī)械精度 用霍爾元件可以測(cè)量哪些物理量?
用霍爾元件可以測(cè)量哪些物理量?霍爾組件可測(cè)量磁場(chǎng)、電流、位移方向、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速等?;魻栐陀枚喾N半導(dǎo)體材料制作,如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP在內(nèi)多層半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)量子阱
用霍爾元件可以測(cè)量哪些物理量?
霍爾組件可測(cè)量磁場(chǎng)、電流、位移方向、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速等。
霍爾元件和用多種半導(dǎo)體材料制作,如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP在內(nèi)多層半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)量子阱材料等等.
霍爾元件是一種實(shí)現(xiàn)霍爾效應(yīng)的磁傳感器。用它們可以不檢測(cè)檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化,可在各種與磁場(chǎng)關(guān)聯(lián)的場(chǎng)合中在用。
霍爾元件本身許多優(yōu)點(diǎn),它們的結(jié)構(gòu)牢固,體積小,重量輕,壽命長(zhǎng),安裝方便,功耗小,頻率高(約1MHZ),耐輕微的震動(dòng),不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。
霍爾線性器件的精度高、線性度好;霍爾開(kāi)關(guān)器件無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)磨損、輸出低波形比較清晰、無(wú)抖動(dòng)、無(wú)回跳、位置重復(fù)一遍精度好(都能達(dá)到μm級(jí))。采用了各種補(bǔ)償和保護(hù)措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬,約-55℃~150℃。
工作原理
霍爾元件應(yīng)用霍爾效應(yīng)的半導(dǎo)體。
所謂霍爾效應(yīng),是指磁場(chǎng)作用于載流金屬導(dǎo)體、半導(dǎo)體中的載流子時(shí),有一種橫向電位差的物理現(xiàn)象。金屬的霍爾效應(yīng)是1879年被美國(guó)物理學(xué)家霍爾發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)電流是從金屬箔片時(shí),若在直角于電流的方向受到磁場(chǎng),則金屬箔片兩側(cè)面會(huì)會(huì)出現(xiàn)橫向電位差。半導(dǎo)體中的霍爾效應(yīng)比金屬箔片中頗為的確,而鐵磁金屬在居里溫度以下將呈現(xiàn)出極強(qiáng)的霍爾效應(yīng)。
導(dǎo)致通電導(dǎo)線周圍未知磁場(chǎng),其大小和導(dǎo)線中的電流成正比,故是可以依靠霍爾元件測(cè)量出磁場(chǎng),就可判斷導(dǎo)線電流的大小。借用這一原理這個(gè)可以怎么設(shè)計(jì)造而成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點(diǎn)是不和被測(cè)電路再一次發(fā)生電相互,不影響被測(cè)電路,不耗掉被測(cè)電源的功率,不光合適于大電流傳感。
若把霍爾元件裝于電場(chǎng)強(qiáng)度為E、磁場(chǎng)強(qiáng)度為H的電磁場(chǎng)中,則在該元件中將出現(xiàn)電流I,元件上同時(shí)出現(xiàn)的霍爾電位差和電場(chǎng)強(qiáng)度E成正比,假如再再測(cè)該電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度,則電磁場(chǎng)的功率密度霎間值P可由PEH確認(rèn)。
依靠這種方法可以構(gòu)成霍爾功率傳感器。
如果把霍爾元件獨(dú)立顯卡的開(kāi)關(guān)按預(yù)訂位置有規(guī)律地布置在物體上,當(dāng)裝在運(yùn)動(dòng)物體上的永磁體經(jīng)過(guò)它時(shí),是可以從測(cè)量電路上測(cè)得脈沖信號(hào)。根據(jù)脈沖信號(hào)列可以傳感出該運(yùn)動(dòng)物體的位移。若測(cè)得單位時(shí)間內(nèi)嘶嘶的脈沖數(shù),則這個(gè)可以判斷其運(yùn)動(dòng)速度。
元件特性
1、霍爾系數(shù)(又稱霍爾常數(shù))RH
在磁場(chǎng)不太強(qiáng)時(shí),霍爾電勢(shì)差UH與正激勵(lì)電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的乘積成正比,與霍爾片的厚度δ成反比,即UHRH*I*B/δ,式中的RH一般稱霍爾系數(shù),它可以表示霍爾效應(yīng)的強(qiáng)弱。另RHμ*ρ即電子電荷不等于霍爾片材料的電阻率ρ與電子遷移率μ的乘積。
2、霍爾靈敏度KH(又稱霍爾乘積靈敏度)
霍爾靈敏度與霍爾系數(shù)成正比而與霍爾片的厚度δ成反比,即KHRH/δ,它正常情況可以表征霍爾常數(shù)。
3、霍爾航嘉冷靜王鉆石版激勵(lì)電流
當(dāng)霍爾元件自身溫升10℃時(shí)所流過(guò)的激勵(lì)電流稱為功率激勵(lì)電流。
4、霍爾的最不允許激勵(lì)電流
以霍爾元件允許大的溫升為限制下載所不對(duì)應(yīng)的激勵(lì)電流被稱大容許激勵(lì)電流。
5、霍爾輸入輸入電阻
霍爾激勵(lì)電極間的電阻值稱為再輸入電阻。
6、霍爾輸出低電阻
霍爾作為輸出電極間的電阻值稱為輸出來(lái)電阻。
7、霍爾元件的電阻溫度系數(shù)
在不壓制磁場(chǎng)的條件下,環(huán)境溫度每變化1℃時(shí),電阻的低些變化率,用α可以表示,單位為%/℃。
8、霍爾很快位電勢(shì)(又稱偏移零點(diǎn))
在還沒(méi)有外加磁場(chǎng)和霍爾鞭策電流為I的情況下,在作為輸出端無(wú)負(fù)載測(cè)得的霍爾電勢(shì)差稱做這時(shí)位電勢(shì)。
9、霍爾輸出電壓
在外加磁場(chǎng)和霍爾激勵(lì)電流為I的情況下,在輸出低端空載測(cè)得的霍爾電勢(shì)差稱做霍爾輸出電壓。
10、霍爾電壓輸出比率
霍爾不等位電勢(shì)與霍爾輸出來(lái)電勢(shì)的比率
11、霍爾寄生直流電勢(shì)
在附帶磁場(chǎng)為零、霍爾元件用交流激勵(lì)時(shí),霍爾電極輸出以外交流不等位電勢(shì)外,也有一直流電勢(shì),稱寄生直流電勢(shì)。
12、霍爾很快位電勢(shì)
在就沒(méi)附帶磁場(chǎng)和霍爾鞭策電流為I的情況下,環(huán)境溫度每變化1℃時(shí),很快位電勢(shì)的要比變化率。
13、霍爾電勢(shì)溫度系數(shù)
在外加磁場(chǎng)和霍爾正激勵(lì)電流為I的情況下,環(huán)境溫度每變化1℃時(shí),沒(méi)等花位電勢(shì)的相對(duì)變化率。它另外也是霍爾系數(shù)的溫度系數(shù)。
14、傳熱系數(shù)Rth
霍爾元件工作時(shí)功耗每減少1W,霍爾元件會(huì)升高的溫度值一般稱它的熱阻,它反映了元件散熱的難易程度,
單位為:攝氏度/w
無(wú)刷電機(jī)霍爾傳感器AH44E
開(kāi)關(guān)型霍爾集成顯卡元件,主要是用于無(wú)刷電機(jī)的位置傳感器。
引腳定義(有箭頭的一面朝向自己):(左)電源正;(中)接零;(右)信號(hào)輸出
體積(mm):4.1*3.0*1.5
直接安裝時(shí)注意會(huì)減少應(yīng)力與防靜電
明確的霍爾元件的功能可將它們可分:霍爾線性器件和霍爾開(kāi)關(guān)器件。前者輸出模擬量,后者輸出數(shù)字量。
按被怎么檢測(cè)的對(duì)象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分成三類:直接應(yīng)用形式和一定程度應(yīng)用。前者是再先檢測(cè)出受檢測(cè)對(duì)象本身的磁場(chǎng)或磁特性,后者是檢測(cè)受檢對(duì)象上故系統(tǒng)設(shè)置的磁場(chǎng),用這個(gè)磁場(chǎng)來(lái)作被檢測(cè)檢測(cè)的信息的載體,它,將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移距離、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速這些工作狀態(tài)突然發(fā)生變化的時(shí)間等,改變成電量來(lái)并且先檢測(cè)和操縱。
霍爾傳感器精度等級(jí)?
可分0.1級(jí),0.15級(jí),0.25級(jí),0.4級(jí),0.6級(jí)