磁电式传感器课件PPT课件

1、1deWdt 一、工作原理 根据电磁感应定律，当w w 匝线圈在恒定磁场内运动时，设穿过线圈的磁通为，则线圈内的感应电势e e与磁通变化率d/dtd/dt有如下关系： 根据这一原理，可设计成两种结构：磁电式传感器1第1页/共45页2（一）恒定磁通磁电式传感器动圈式动圈式动铁式动铁式 这种传感器工作磁场恒定，线圈和磁铁两者间产生相对运动，切割磁场线而产生感应电势。二、结构与分类恒磁通式和变磁通式第2页/共45页3sinWBLve sinWBLve 恒磁通式磁电传感器的结构原理图tWBAesin第3页/共45页4（二）变磁通式磁电式传感器（磁阻式） 线圈和磁铁部分都是静止的，与被测物连线圈和磁铁部

2、分都是静止的，与被测物连接而运动的部分是用导磁材料制成的，在运动接而运动的部分是用导磁材料制成的，在运动中，它们改变磁路的磁阻，因而改变贯穿线圈中，它们改变磁路的磁阻，因而改变贯穿线圈的磁通量，在线圈中产生感应电动势。的磁通量，在线圈中产生感应电动势。1 1永久磁铁永久磁铁2 2软铁软铁3 3感应线圈感应线圈4 4齿轮齿轮 第4页/共45页5磁电式传感器1磁敏式传感器2第5页/共45页6磁敏式传感器2第6页/共45页7LbdBIHEIHUxyz半导体I第7页/共45页8UHbldIFLFEvBevBFLbUeeEFHHEELFFvbBUH第8页/共45页9UHbldIFLFEvBvbBUHvb

3、dneInedIBUH第9页/共45页10nedIBUHdIBRUHH霍尔系数IBKUHHneRH1neddRKHH1灵敏度系数半导体半导体绝缘体绝缘体 金金 属属第10页/共45页11ICDAB第11页/共45页12第12页/共45页13IUHBUHBR 第13页/共45页14EWLRIBHUdIBRUHH第14页/共45页15V15V151R3R4R2RfR1234V15V151R3R4R2R1234第15页/共45页16ICD0UAB第16页/共45页171R2R4R3RWCDABICDABW1R2R4R3RWCDABICDABW1R2R4R3RWCDABICDABW1R3R4R2RCD

4、ABICD0UAB第17页/共45页18pIpRHUIHI第18页/共45页19LRHUII第19页/共45页20第20页/共45页21霍尔元件测量线路集成霍尔传感器 集成霍尔传感器具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高等优点。第21页/共45页221. 1. 开关型集成霍尔传感器 开关型集成霍尔传感器是把霍尔元件的输出经过处理后输出一个高电平或低电平的数字信号。（开关信号） ccV1稳压稳压23地输出VT霍尔元件放大整形稳压器、霍尔片、差分放大器，施密特触发器和输出级等部分组成。第22页/共45页23ccV1稳压23地输出VT霍尔元件放大整形）（TB）（VUOUTONOFFOPBRPBHBOP

5、BRPBHBOPBB RPBB 第23页/共45页24ccVOUTV稳压地123第24页/共45页25Bx0NNSSIx磁钢HH1UKBIK B 2BK x H12UK K xKx 第25页/共45页263411CMSL3501A1RP2RP1R2R474720k10p1000uA100S5678IKIC1dBIRUCHHPKIVKKdRH21VRLRBVIVKB2第26页/共45页27转角HV02转角HV0NS霍尔元件永磁体被测轴NS被测轴霍尔元件永磁体第27页/共45页28HVIBCII霍尔元件通电导线导磁铁芯第28页/共45页29控制电路锅炉电磁阀投牌口水龙头水瓶收牌箱磁铁磁传感器滑槽第

6、29页/共45页30)273. 01 (220BBB0B0B2220)(273. 0BkB第30页/共45页31磁阻)1 . 0(TB ）电阻（）温度（ C第31页/共45页32PNI区rPNPN结型的磁电转换元件PNI区r第32页/共45页33PNH+电流电流（b）i iPNH- -电流电流（c）i iPNH=0电流电流（a）i i电子电子空穴空穴复合区复合区第33页/共45页34 磁敏二极管在正、反向磁场作用下，其电流发生变化，于是就实现磁电转换。H=0PNi iH+PNi iH- -PNi i第34页/共45页35IkGs2kGs5 . 1kGs10kGs5 . 0kGs5 . 0kGs

7、2kGs5 . 1kGs1kGs5 . 1）电压（V第35页/共45页36OUTV)(TB）（VVOUT）（ CTVV第36页/共45页37bcePNNIrbcePNNrbcexy复合基区输运基区I第37页/共45页38PNNrbcexy复合基区输运基区HPNNrbcexy复合基区输运基区HPNNrbcexy复合基区输运基区i第38页/共45页39 磁敏三极管在正、反向磁场作用下，其集电极电流出现明显变化，于是就实现磁电转换。PNNrbcexy复合基区iPNNrbcexy复合基区HPNNrbcexy复合基区H第39页/共45页40显示显示仪表仪表激励线圈放大器铁芯钢棒磁敏二极管探头显示显示仪表

8、仪表激励线圈放大器铁芯钢棒裂纹磁敏二极管探头第40页/共45页411.1.磁电式传感器2.2.磁敏式传感器（了解）（重点）理解： 工作原理 误差及其补偿了解： 结构特性及应用第41页/共45页421. 1. 若一个霍尔器件的KH=4mV/(mAkGs)，控制电流I=3mA，将它置于1Gs5KGs变化的磁场中，它输出的霍尔电势范围多大？2. 2. 已知某霍尔元件尺寸为长L=10mm，宽b=3.5mm，厚d=1mm。沿L L方向通以电流I=1.0mA，在垂直于Lb方向上加均匀磁场B=0.3T，输出霍尔电势UH=6.55mV。求该霍尔元件的灵敏度系数KH和载流子浓度n是多少？第42页/共45页432.2.霍尔