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霍尔元件工作原理视频

工程师 来源:未知 作者:姚远香 2018-08-22 17:27 次阅读

什么是霍尔元件

霍尔元件是应用霍尔效应的半导体。一般用于电机中测定转子转速,如录像机的磁鼓,电脑中的散热风扇等;是一种基于霍尔效应的磁传感器,已发展成一个品种多样的磁传感器产品族,并已得到广泛的应用。

霍尔元件分类

按照霍尔元件的功能可将它们分为: 霍尔线性器件 和 霍尔开关器件 。前者输出模拟量,后者输出数字量。

按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性,后者是检测受检对象上人为设置的磁场,用这个磁场来作被检测的信息的载体,通过它,将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等,转变成电量来进行检测和控制。

霍尔元件工作原理

霍尔元件应用霍尔效应的半导体。

所谓霍尔效应,是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时,产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时,若在垂直于电流的方向施加磁场,则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显,而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。

利用霍尔效应可以设计制成多种传感器。霍尔电位差UH的基本关系为:

UH=RHIB/d (1) RH=1/nq(金属) (2)

式中 RH――霍尔系数;n――单位体积内载流子或自由电子的个数;q――电子电量;I――通过的电流;B――垂直于I的磁感应强度;d――导体的厚度。

对于半导体和铁磁金属,霍尔系数表达式和式(2)不同。

由于通电导线周围存在磁场,其大小和导线中的电流成正比,故可以利用霍尔元件测量出磁场,就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不和被测电路发生电接触,不影响被测电路,不消耗被测电源的功率,特别适合于大电流传感。

若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H的电磁场中,则在该元件中将产生电流I,元件上同时产生的霍尔电位差和电场强度E成正比,如果再测出该电磁场的磁场强度,则电磁场的功率密度瞬时值P可由P=EH确定。

利用这种方法可以构成霍尔功率传感器。

如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上,当装在运动物体上的永磁体经过它时,可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数,则可以确定其运动速度。

霍尔元件作用及应用

霍尔元件是一种磁传感器。用它们可以检测磁场及其变化,可在各种与磁场有关的场合中使用。

线性霍尔元件的应用:

1、数学运算器方面的应用:乘法、除法、倒数电路、开方电路

2、电流测量的应用:直流电流与交流电流的测量

3、电压测量的应用:直流电压和交流电压的测量

4、功率测量的应用:直流功率的交流功率的测量

5、功率因数测量的应用

6、磁场的测量:直流磁场和交流磁场的测量

7、线圈匝数的测量:霍尔检零式线圈匝数的测量和霍尔直接检式线圈匝数的测量

8、异步电动机参数中的应用

9、磁性材料矫顽力的测量:测量磁性矫顽力和测量机械零件硬度

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