霍尔传感器
霍尔效应：
若金属或半导体薄片垂直置于磁感应强度为B的磁场中，给垂直磁场方向上通有电流时，在垂直于电流和磁场的方向上产生电场的物理现象。
霍尔效应的定量描述：
霍尔电势与电流、磁场成正比
结论：
- 任何材料在一定条件下都能产生霍尔电势，但不是都可以制造霍尔元件
- 绝缘材料不适用
- 金属材料不适用
- 半导体材料适用，多采用N型半导体
- d越小霍尔灵敏度越大
霍尔效应的影响因素
- 磁场与元件法线的夹角
- 元件几何形状
- 控制电极的短路作用
霍尔元件
分类——集成度
：霍尔元件、霍尔集成电路
分类——输出信号
：霍尔线性元件、霍尔开关元件
选材：N型半导体、霍尔元件一般很薄
结构
体型、改进型、薄膜型
外形结构
优点：
- 结构简单体积小，使用方便
- 输出信号信噪比大，频率范围宽
- 无触点稳定性好
- 寿命长
- 可靠性高
- 易集成化
霍尔元件的误差及其补偿
误差类型：
零位误差：不等位电势，寄生直流电势，感应零电势和自激磁场零电势
温度误差
不等位电势及其补偿
霍尔元件在额定控制电流的作用下，不加外磁场时，霍尔输出端之间的空载电动势
原因：电极不对称、电阻率不均匀、薄厚不均、控制电流电极接触不良
产生等位面歪斜
霍尔元件的等效电路和不等位电势的补偿电路
寄生直流电势及其补偿
概念：当通以交流控制电流而不加外磁场时，霍尔输出除了存在交流不等位电势外，还有直流分量
称为寄生直流电动势
原因：电极非完全的欧姆接触而产生的整流效应
两个霍尔电极的焊点大小不等
热容量不同引起温差
措施：电极安装尽量欧姆接触、对称、良好散热。
感应零电势及其补偿
在交流或脉动磁场中工作，I=0也会有输出，即感应零电势。
补偿方法
霍尔元件的温度误差及其补偿
方法:
- 选用温度系数较小的材料
输入回路并联电阻补偿法
采用恒流源给Ri并联电阻Rp
- 合理选择负载电阻RL的选择补偿法
-
霍尔差分式组合方法补偿
-
温度补偿元件补偿法
霍尔集成传感器
将霍尔元件的输出进行放大或用于控制，使它与其他电路集成在一起
开关型霍尔集成传感器
起到开关作用
线性霍尔集成传感器
霍尔传感器的应用
霍尔传感器是一种 磁传感器 和磁电转换元件
应用范围和特点
- 直接测磁场强度
- 电流、电压、位移、力、速度、加速度等的测量
特点
线性、非机械、半导体
- 体积小，重量轻，功耗小，可靠性高
- 响应频率高
- 非接触
- 易于集成
霍尔线性器件特点：精读高、线性度好
霍尔开关器件：无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动
霍尔元件的应用
位移测量：用于测量微小位移
转速测量
功率测量
霍尔开关集成传感器的应用
- 霍尔计数装置
- 霍尔汽车点火器
- 霍尔式接近开关
霍尔线性集成传感器测量磁感应强度B——测量仪
SL3501M
磁电感应式传感器
通过词典作用将被测量转化成电信号的一种传感器
利用导体和磁场相对运动时在导体两端输出感应电动势的感应原理将被测量转化成电信号的传感器
不需要辅助电源，是有源传感器
工作原理
法拉第电磁感应定律
线圈在磁场中做切割磁感线运动或者磁场发生变化时产生的感应电动势
分类：恒定磁通式和变磁通式
恒定磁通式
线圈切割磁感线
动圈式和动铁式
应用：动圈式耳机，动铁式耳机
磁电式传感器灵敏度
灵敏度与线圈匝数、磁感应强度、切个磁感线长度有关
磁电感应式传感器的输出阻抗小，有很强的带载能力
非线性误差来源于B
变磁通式磁电传感器
开磁路和闭磁路式