日韩欧美国产极速不卡一区,国产手机视频在线观看尤物,国产亚洲欧美日韩蜜芽一区,亚洲精品国产免费,亚洲二区三区无码中文,A大片亚洲AV无码一区二区三区,日韩国语国产无码123

您好,歡迎來到維庫電子市場網(wǎng) 登錄 | 免費(fèi)注冊

海爾傳感�
閱讀�3062時間�2017-07-04 11:26:08

    霍爾傳感�是根�(jù)霍爾效應(yīng)制作的一�磁場傳感�?;魻栃?yīng)是磁電效�(yīng)的一�,這一�(xiàn)象是霍爾(A.H.Hall�1855�1938)于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)�(gòu)時發(fā)�(xiàn)的。后來發(fā)�(xiàn)半導(dǎo)�、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng),而半�(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬強(qiáng)得多,利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件,廣泛地�(yīng)用于工業(yè)自動化技�(shù)、檢測技�(shù)及信息處理等方面。霍爾效�(yīng)是研究半�(dǎo)體材料性能的基本方�。通過霍爾效應(yīng)實驗測定的霍爾系�(shù),能夠判斷半�(dǎo)體材料的�(dǎo)電類�、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)�

原理

    由霍爾效�(yīng)的原理知,霍爾電勢的大小取決于:Rh為霍爾常�(shù),它與半�(dǎo)體材�(zhì)有關(guān);I為霍爾元件的偏置電流;B為磁場強(qiáng)度;d為半�(dǎo)體材料的厚度�

    對于一個給定的霍爾器件,當(dāng)偏置電流 I 固定�,UH將完全取決于被測的磁場強(qiáng)度B�

    一個霍爾元件一般有四個引出端�,其中兩根是霍爾元件的偏置電� I 的輸入端,另兩根是霍爾電壓的輸出�。如果兩輸出端構(gòu)成外回路,就會產(chǎn)生霍爾電�。一般地�,偏置電流的�(shè)定通常由外部的基準(zhǔn)電壓源給�;若精度要求�,則基準(zhǔn)電壓源均用恒流源取代。為了達(dá)到高的靈敏度,有的霍爾元件的傳感面上裝有高導(dǎo)磁系�(shù)的鍍膜合�;這類傳感器的霍爾電勢較大,但�0.05T左右出現(xiàn)飽和,僅適用在低量限、小量程下使��

    在半�(dǎo)體薄片兩端通以控制電流I,并在薄片的垂直方向施加磁感�(yīng)�(qiáng)度為B的勻�(qiáng)磁場,則在垂直于電流和磁場的方向�,將�(chǎn)生電勢差為UH的霍爾電��

工作原理

    磁場中有一個霍爾半�(dǎo)體片,恒定電流I從A到B通過該片。在洛侖茲力的作用下,I的電子流在通過霍爾半導(dǎo)體時向一�(cè)偏移,使該片在CD方向上產(chǎn)生電位差,這就是所謂的霍爾電壓�

    霍爾電壓隨磁場強(qiáng)度的變化而變化,磁場越強(qiáng),電壓越高,磁場越弱,電壓越低,霍爾電壓值很�,通常只有幾個毫伏,但經(jīng)集成電路中的放大器放�,就能使該電壓放大到足以輸出較強(qiáng)的信號。若使霍爾集成電路起傳感作用,需要用�(jī)械的方法來改變磁感應(yīng)�(qiáng)�。下圖所示的方法是用一個轉(zhuǎn)動的葉輪作為控制磁通量的開�(guān),當(dāng)葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時,磁場偏離集成片,霍爾電壓消�。這樣,霍爾集成電路的輸出電壓的變�,就能表示出葉輪�(qū)動軸的某一位置,利用這一工作原理,可將霍爾集成電路片用作用點(diǎn)火正時傳感器。霍爾效�(yīng)傳感器屬于被動型傳感�,它要有外加電源才能工作,這一特點(diǎn)使它能檢測轉(zhuǎn)速低的運(yùn)�(zhuǎn)情況�

    霍爾效應(yīng)傳感�

霍爾效應(yīng)傳感器

    1-霍爾半導(dǎo)體元�

    2-磁鐵

    3-擋隔磁力線的葉片

霍爾效應(yīng)

    霍爾效應(yīng)從本�(zhì)上講是運(yùn)動的帶電粒子在磁場中受洛侖茲力作用引起的偏轉(zhuǎn)。當(dāng)帶電粒子(電子或空穴)被約束在固體材料中,這種偏轉(zhuǎn)就導(dǎo)致在垂直電流和磁場的方向上產(chǎn)生正�(fù)電荷的聚�,從而形成附加的橫向電場。對于圖一所示的半導(dǎo)體試�,若在X方向通以電流Is,在Z方向加磁場B,則在Y方向即試樣A,A′電極兩�(cè)就開始聚積異號電荷而產(chǎn)生相�(yīng)的附加電�。電場的指向取決定于試樣的電類型。顯然,該電場是阻止載流子繼�(xù)向側(cè)面偏�,當(dāng)載流子所受的橫向電場力eEH與洛侖茲力相等時,樣品兩�(cè)電荷的積累就�(dá)到平�,故�

    ⑴其中EH為霍爾電�,V是載流子在電流方向上的平均漂移速度。設(shè)試樣的寬為b,厚度為d,載流子濃度為n,則

    ⑵由�、⑵兩式可得

    ⑶即霍爾電壓VH(A、A′電極之間的電壓)與ISB乘積正比與試樣厚度d成反�。比例系�(shù) 稱為霍爾系數(shù),它是反映材料霍爾效�(yīng)�(qiáng)弱的重要參數(shù),只要測� VH(伏)以及知道IIs(安�、B(高斯)和d(厘 米)可按下式計算RH(厘�3/庫侖�

元件

    根據(jù)霍爾效應(yīng),人們用半導(dǎo)體材料制成的元件叫霍爾元�。它具有對磁場敏�、結(jié)�(gòu)簡單、體積小、頻率響�(yīng)�、輸出電壓變化大和使用壽命長等優(yōu)�(diǎn),因�,在測量、自動化、計算機(jī)和信息技�(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的�(yīng)��

分類

    霍爾傳感器分為線型霍爾傳感器和開�(guān)型霍爾傳感器兩種�

    (一)開�(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器,斯密特觸發(fā)器和輸出級組成,它輸出數(shù)字量。開�(guān)型霍爾傳感器還有一種特殊的形式,稱為鎖鍵型霍爾傳感��

    (二)線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成,它輸出模擬��

    線性霍爾傳感器又可分為開環(huán)式和閉環(huán)�。閉�(huán)式霍爾傳感器又稱零磁通霍爾傳感器。線性霍爾傳感器主要用于交直流電流和電壓測量�.

    開關(guān)�

圖4

    如圖4所�,其中Bnp為工作點(diǎn)“開”的磁感�(yīng)�(qiáng)�,BRP為釋放點(diǎn)“關(guān)”的磁感�(yīng)�(qiáng)�。當(dāng)外加的磁感應(yīng)�(qiáng)度超過動作點(diǎn)Bnp時,傳感器輸出低電平,當(dāng)磁感�(yīng)�(qiáng)度降到動作點(diǎn)Bnp以下�,傳感器輸出電平不變,一直要降到釋放�(diǎn)BRP�,傳感器才由低電平躍�?yōu)楦唠娖健np與BRP之間的滯后使開關(guān)動作更為可靠�

    鎖鍵�

    如圖5所�,當(dāng)磁感�(yīng)�(qiáng)度超過動作點(diǎn)Bnp�,傳感器輸出由高電平躍變?yōu)榈碗�?,而在外磁場撤消后,其輸出狀�(tài)保持不變(即鎖存狀�(tài)�,必須施加反向磁感應(yīng)�(qiáng)度達(dá)到BRP�,才能使電平�(chǎn)生變��

    線性型

線性型

    輸出電壓與外加磁場強(qiáng)度呈線性關(guān)�,如�3所示,可見,在B1~B2的磁感應(yīng)�(qiáng)度范圍內(nèi)有較好的線性度,磁感應(yīng)�(qiáng)度超出此范圍時則呈現(xiàn)飽和狀�(tài)�

    開環(huán)式電流傳感器

    由于通電螺線管內(nèi)部存在磁�,其大小與導(dǎo)線中的電流成正比,故可以利用霍爾傳感器測量出磁場,從而確定導(dǎo)線中電流的大�。利用這一原理可以�(shè)計制成霍爾電流傳感器。其�(yōu)�(diǎn)是不與被測電路發(fā)生電接觸,不影響被測電路,不消耗被測電源的功率,特別適合于大電流傳感�

    霍爾電流傳感器工作原理如�6所�,標(biāo)�(zhǔn)圓環(huán)鐵芯有一個缺口,將霍爾傳感器插入缺口�,圓�(huán)上繞有線圈,�(dāng)電流通過線圈時產(chǎn)生磁�,則霍爾傳感器有信號輸出�

    閉環(huán)式電流傳感器

    磁平衡式電流傳感器也叫霍爾閉�(huán)電流傳感�,也稱補(bǔ)償式傳感器,即主回路被測電流Ip在聚磁環(huán)處所�(chǎn)生的磁場通過一個次級線�,電流所�(chǎn)生的磁場�(jìn)行補(bǔ)�� 從而使霍爾器件處于檢測零磁通的工作狀�(tài)�

    磁平衡式電流傳感器的具體工作過程為:�(dāng)主回路有一電流通過�,在�(dǎo)線上�(chǎn)生的磁場被聚磁環(huán)聚集并感�(yīng)到霍爾器件上� 所�(chǎn)生的信號輸出用于�(qū)動相�(yīng)的功率管并使其導(dǎo)�,從而獲得一個補(bǔ)償電流Is� 這一電流再通過多匝繞組�(chǎn)生磁� ,該磁場與被測電流產(chǎn)生的磁場正好相反,因而補(bǔ)償了原來的磁�� 使霍爾器件的輸出逐漸減小。當(dāng)與Ip與匝�(shù)相乘 所�(chǎn)生的磁場相等�,Is不再增加,這時的霍爾器件起指示零磁通的作用 ,此時可以通過Is來平�。被測電流的任何變化都會破壞這一平衡� 一旦磁場失去平�,霍爾器件就有信號輸出。經(jīng)功率放大�,立即就有相�(yīng)的電流流過次級繞組以對失衡的磁場�(jìn)行補(bǔ)償。從磁場失衡到再次平�,所需的時間理論上不到1μs,這是一個動�(tài)平衡的過��

�(yōu)�(diǎn)

    1� 霍爾傳感器可以測量任意波形的電流和電�,如:直�、交�、脈沖波形等,甚至對瞬態(tài)峰值的測量。副邊電流忠實地反應(yīng)原邊電流的波彀而普通互感器則是無法與其比擬�,它一般只適用于測�50Hz正弦��

    2� 原邊電路與副邊電路之間有良好的電氣隔�,隔離電壓可�(dá)9600Vrms�

    3、精度高:在工作溫度區(qū)�(nèi)精度�(yōu)�1%,該精度適合于任何波形的測量�

    4、線性度好:�(yōu)�0.1%�

    5、寬帶寬:高帶寬的電流傳感器上升時間可小�1μs;但�,電壓傳感器帶寬較窄,一般在15kHz以內(nèi)�6400Vrms的高壓電壓傳感器上升時間�500uS,帶寬約700Hz�

    6、測量范圍:霍爾傳感器為系列�(chǎn)�,電流測量可�(dá)50KA,電壓測量可�(dá)6400V�

    霍爾電流傳感器使用時,需遵循以下注意事項�

    1、為了得到較好的動態(tài)特性和靈敏�,必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合,要耦合得好,用單根�(dǎo)線且�(dǎo)線完全填滿霍爾傳感器模塊孔徑�

    2、使用中�(dāng)大的直流電流流過傳感器原邊線�,且次級電路沒有接通電源|�(wěn)壓器或副邊開路,則其磁路被磁�,而產(chǎn)生剩�,影響測量精度(故使用時要先接通電源和測量端M),�(fā)生這種情況�,要先�(jìn)行退磁處�。其方法是次邊電路不加電�,而在原邊線圈中通一同樣等級大小的交流電流并逐漸減小其值�

    3、霍爾傳感器都具有較�(qiáng)的抗外磁場干擾能力,但是,為了獲得較高的測量�(zhǔn)確度,當(dāng)有較�(qiáng)的磁場干擾時,要采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫鉀Q。通常方法有:

    �(diào)整模塊方向,使外磁場對模塊的影響最??�

    在模塊上加罩一個抗磁場的金屬屏蔽罩�

    4、測量的精度是在額定值下得到的,�(dāng)被測電流�(yuǎn)低于額定值時,要獲得精度,原邊可使用多匝,但�,需要注意導(dǎo)線的空間位置(參照條)�

用�

    霍爾器件具有許多�(yōu)�(diǎn),它們的�(jié)�(gòu)牢固,體積小,重量輕,壽命長,安裝方�,功耗小,頻率高(可�(dá)1MHZ�,耐震動,不怕灰�、油�、水汽及鹽霧等的污染或腐��

    霍爾線性器件的精度高、線性度�;霍爾開�(guān)器件無觸�(diǎn)、無磨損、輸出波形清�、無抖動、無回跳、位置重�(fù)精度高(可達(dá)μm級)。取用了各種�(bǔ)償和保護(hù)措施的霍爾器件的工作溫度范圍�,可�(dá)�55℃~150℃�

    按被檢測的對象的性質(zhì)可將它們的�(yīng)用分為:直接�(yīng)用和間接�(yīng)�。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特�,后者是檢測受檢對象上人為設(shè)置的磁場,用這個磁場來作被檢測的信息的載體,通過它,將許多非�、非磁的物理量例如力、力�、壓�、應(yīng)力、位�、位移、速度、加速度、角�、角速度、轉(zhuǎn)�(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀�(tài)�(fā)生變化的時間等,�(zhuǎn)變成電量來�(jìn)行檢測和控制�

    位移測量

    兩塊磁鐵同極性相對放�,將線性型霍爾傳感器置于中�,其磁感�(yīng)�(qiáng)度為�,這個點(diǎn)可作為位移的零點(diǎn),當(dāng)霍爾傳感器在Z軸上作△Z位移�,傳感器有一個電壓輸�,電壓大小與位移大小成正��

    力測�

    如果把拉�、壓力等參數(shù)變成位移,便可測出拉力及壓力的大�,按這一原理可制成的力傳感器�

    角速度測量

    在非磁性材料的圓盤邊上粘一塊磁�,霍爾傳感器放在靠近圓盤邊緣�,圓盤旋�(zhuǎn)一�,霍爾傳感器就輸出一個脈沖,從而可測出�(zhuǎn)�(shù)(計�(shù)器),若接入頻率�,便可測出轉(zhuǎn)��

    線速度測量

    如果把開�(guān)型霍爾傳感器按預(yù)定位置有�(guī)律地布置在軌道上,當(dāng)裝在�(yùn)動車輛上的永磁體�(jīng)過它�,可以從測量電路上測得脈沖信�。根�(jù)脈沖信號的分布可以測出車輛的�(yùn)動速度�

注意事項

    �1)電流傳感器必須根據(jù)被測電流的額定有效值適�(dāng)選用不同的規(guī)格的�(chǎn)�。被測電流長時間超額,會損壞末極功放管(指磁�(bǔ)償式�,一般情況下�2倍的過載電流持續(xù)時間不得超過1分鐘�

    �2)電壓傳感器必須按產(chǎn)品說明在原邊串入一個限流電阻R1,以使原邊得到額定電流,在一般情況下�2倍的過壓持續(xù)時間不得超過1分鐘�

    �3)電流電壓傳感器的精度是在原邊額定值條件下得到�,所以當(dāng)被測電流高于電流傳感器的額定值時,應(yīng)選用相應(yīng)大的傳感�;當(dāng)被測電壓高于電壓傳感器的額定值時,應(yīng)重新�(diào)整限流電�。當(dāng)被測電流低于額定�1/2以下�,為了得到精度,可以使用多繞圈數(shù)的辦��

    �4)絕緣耐壓�3KV的傳感器可以長期正常工作�1KV及以下交流系�(tǒng)�1.5KV及以下直流系�(tǒng)��6KV的傳感器可以長期正常工作�2KV及以下交流系�(tǒng)�2.5KV及以下直流系�(tǒng)中,注意不要超壓使用�

    �5)在要求得到良好動態(tài)特性的裝置上使用時,用單根銅鋁母排并與孔徑吻合,以大代小或多繞圈數(shù),均會影響動�(tài)特��

    �6)在大電流直流系�(tǒng)中使用時,因某種原因造成工作電源開路或故障,則鐵心產(chǎn)生較大剩�,是值得注意�。剩磁影響精度。退磁的方法是不加工作電�,在原邊通一交流并逐漸減小其值�

    �7)傳感器抗外磁場能力為:距離傳感�5�10cm一個超過傳感器原邊電流�2倍的電流,所�(chǎn)生的磁場干擾可以抵抗。三相大電流布線�,相間距離應(yīng)大于5�10cm�

    �8)為了使傳感器工作在測量狀�(tài),應(yīng)使用�1�10介紹的簡易典型穩(wěn)壓電源�

    �9)傳感器的磁飽和�(diǎn)和電路飽和點(diǎn),使其有很強(qiáng)的過載能力,但過載能力是有時間限制的,試驗過載能力時�2倍以上的過載電流不得超過1分鐘�

    �10)原邊電流母線溫度不得超�85�,這是ABS工程塑料的特性決定的,用戶有特殊要求,可選高溫塑料做外殼�

    霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器主要適用于工業(yè)控制�(lǐng)域的電壓和電流測�。由于傳感器一般不提供角差指標(biāo),對于需要準(zhǔn)確測量交流電功率的場�,應(yīng)對其角差指標(biāo)�(jìn)行驗�,這一�(diǎn)需特別注意。工頻電量測量可用互感器替代,變頻電量測量可用電�、電流組合式的變頻功率傳感器替代�

�(yīng)�

    霍爾傳感器技�(shù)�(yīng)用于汽車工業(yè)

    霍爾傳感器技�(shù)在汽車工�(yè)中有著廣泛的�(yīng)用,包括動力、車身控�、牽引力控制以及防抱死制動系�(tǒng)。為了滿足不同系�(tǒng)的需�,霍爾傳感器有開�(guān)�、模擬式和數(shù)字式傳感器三種形��

    霍爾傳感器可以采用金屬和半導(dǎo)體等制成,效�(yīng)�(zhì)量的改變?nèi)Q于導(dǎo)體的材料,材料會直接影響流過傳感器的正離子和電子。制造霍爾元件時,汽車工�(yè)通常使用三種半導(dǎo)體材料,即砷化鎵、銻化銦以及砷化�。最常用的半�(dǎo)體材料當(dāng)屬砷化銦�

    霍爾傳感器的形式?jīng)Q定了放大電路的不同,其輸出要適應(yīng)所控制的裝�。這個輸出可能是模擬�,如加速位置傳感器或節(jié)氣門位置傳感�,也可能是數(shù)字式。如曲軸或凸輪軸位置傳感器�

    �(dāng)霍爾元件用于模擬式傳感器�,這個傳感器可以用于空調(diào)系統(tǒng)中的溫度表或動力控制系統(tǒng)中的節(jié)氣門位置傳感�?;魻栐c微分放大器連接,放大器與NPN晶體管連接。磁鐵固定在旋轉(zhuǎn)軸上,軸在旋�(zhuǎn)�,霍爾元件上的磁場加�(qiáng)。其�(chǎn)生的霍爾電壓與磁場強(qiáng)度成比例�

    �(dāng)霍爾元件用于�(shù)字信號時,例如曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器或車速傳感器,必須首先改變電�?;魻栐c微分放大器連接,微分放大器與施密特觸發(fā)器連接。在這種配置�。傳感器輸出一個開或關(guān)的信�。在多數(shù)汽車電路中,霍爾傳感器是電流吸收器或者使信號電路接地。要完成這項工作,需要一個NPN晶體管與施密特觸�(fā)器的輸出連接。磁場穿過霍爾元件,一個觸�(fā)器輪上的葉片在磁場和霍爾元件之間通過�

    霍爾傳感器應(yīng)用于出租車計價器

    霍爾傳感器在出租車計價器上的�(yīng)用:通過安裝在車輪上的霍爾傳感器A44E檢測到的信號,送到單片�(jī),經(jīng)處理計算,送給顯示單元,這樣便完成了里程計算。檢測原�,P3.2口作為信號的輸入�,內(nèi)部采用外部中�0,車輪每�(zhuǎn)一圈(�(shè)車輪的周長是1 m�,霍爾開�(guān)就檢測并輸出信號,引起單片機(jī)的中�,對脈沖計數(shù),當(dāng)計數(shù)�(dá)�1 000次時,也就是1 km,單片機(jī)就控制將金額自動增加�

    每當(dāng)霍爾傳感器輸出一個低電平信號就使單片�(jī)中斷一�,當(dāng)里程計數(shù)器對里程脈沖計滿1 000次時,就有程�?qū)�?dāng)前總額累�,使微機(jī)�(jìn)入里程計�(shù)中斷服務(wù)程序中。在該程序中,需要完成當(dāng)前行駛里程數(shù)和總額的累加操作,并將結(jié)果存入里程和總額寄存器中�

    霍爾電流傳感器在變頻器中的應(yīng)�

    在有電流流過的導(dǎo)線周圍會感生出磁�,再用霍爾器件檢測由電流感生的磁�,即可測出�(chǎn)生這個磁場的電流的量值。由此就可以�(gòu)成霍爾電�、電壓傳感器。因為霍爾器件的輸出電壓與加在它上面的磁感應(yīng)�(qiáng)度以及流過其中的工作電流的乘積成比例,是一個具有乘法器功能的器�,并且可與各種邏輯電路直接接�,還可以直接�(qū)動各種性質(zhì)的負(fù)載。因為霍爾器件的�(yīng)用原理簡�,信號處理方�,器件本身又具有一系列的獨(dú)特優(yōu)�(diǎn),所以在變頻器中也發(fā)揮了非常重要的作��

    在變頻器�,霍爾電流傳感器的主要作用是保護(hù)昂貴的大功率晶體�。由于霍爾電流傳感器的響�(yīng)時間短于1μs,因此,出現(xiàn)過載短路�,在晶體管未�(dá)到極限溫度之前即可切斷電源,使晶體管得到可靠的保�(hù)�

    霍爾電流傳感器按其工作模式可分為直接測量式和零磁通式,在變頻器中由于需要精�(zhǔn)的控制及計算,因此選用了零磁通方�。將霍爾器件的輸出電壓�(jìn)行放大,再經(jīng)電流放大�,讓這個電流通過�(bǔ)償線�,并令補(bǔ)償線圈產(chǎn)生的磁場和被測電流產(chǎn)生的磁場方向相反,若滿足條件IoN1=IsN2,則磁芯中的磁通為0,這時下式成立�

    Io=Is(N2/N1)

    式中,Io為被測電�,即磁芯中初級繞組中的電�,N1為初級繞組的匝數(shù),Is為補(bǔ)償繞組中的電�,N2為補(bǔ)償繞組的匝數(shù)。由上式可知,達(dá)到磁平衡時,即可由Is及匝�(shù)比N2/N1得到Io�

    霍爾電流傳感器的特點(diǎn)是可以實�(xiàn)電流的“無電位”檢�。即測量電路不必接入被測電路即可實現(xiàn)電流檢測,它們靠磁場�(jìn)行耦合。因�,檢測電路的輸入、輸出電路是完全電隔離的。檢測過程中,檢測電路與被檢電路互不影響�

維庫電子通,電子知識,一查百通!

已收錄詞�166730