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文档简介

传感器原理及应用磁电作用

被测非电量电信号测量电路U、I

第八章磁敏传感器磁电式传感器的定义通过磁电作用,被测非电量转换为电信号的传感器。磁电式传感器的感测量磁场、速度、位移、加速度、压力、电流等。磁电式传感器的种类根据工作原理:感应式、霍尔式和磁敏式等。

第八章磁电式传感器

第八章磁电式传感器

第八章磁电式传感器

第八章磁电式传感器

第八章磁电式传感器8.1霍尔式传感器8.2磁敏二极管8.3磁敏三极管

第八章磁电式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

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霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器§8.1

霍尔式传感器集成霍尔传感器:利用硅集成电路工艺将霍尔元件和测量线路集成在一起的霍尔传感器,取消了传感器和测量电路之间的界限,实现了材料、元件、电路三位一体。集成霍尔传感器由于减少了焊点,显著地提高了可靠性,还具有体积小、重量轻、功耗低等优点,应用越来越广泛。五、集成霍尔传感器§8.1霍尔式传感器1、开关型集成霍尔传感器霍尔开关电路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。霍尔开关电路又称霍尔数字电路,由稳压器、霍尔片、差分放大器,施密特触发器和输出级五部分组成。磁阻效应:当载流体置于磁场中,其电阻会随磁场而变化的现象。当温度恒定时,在磁场中磁阻与磁感应强度B的平方成正比。若器件只有在电子参与导电的情况下,理论推导出来的磁阻效应方程为一、磁敏电阻元件§8.2磁敏式传感器圆盘形的磁阻最大。磁敏电阻大多做成圆盘结构。1、磁阻效应迁移率越高的材料(如InSb、InAs、NiSb等半导体材料)磁阻效应越明显。从微观上讲,材料的电阻率增加是因为电流的流动路径因磁场的作用而加长所致。磁阻效应除与材料有关外,还与磁敏电阻的形状有关。在恒定磁感应强度下,磁敏电阻的长度与宽度的比越小,电阻率的相对变化越大。(1)灵敏度特性磁敏电阻的灵敏度一般是非线性的,且受温度的影响较大。一、磁敏电阻元件§8.2磁敏式传感器2、磁阻元件的主要特性S极S、N极之间电阻特性N极0.30.20.100.10.20.3R/Ω1000500B/T电阻变化率特性RB/R015105温度(25℃)弱磁场下平方特性强场下直线特性00.20.40.60.81.01.21.4B/T磁阻元件的灵敏度特性用在一定磁场强度下的电阻变化率来表示,即磁场—电阻变化率特性曲线的斜率。在运算时常用RB/R0求得,R0表示无磁场情况下磁阻元件的电阻值,RB为施加0.3T磁感应强度时磁阻元件的电阻值。(2)电阻-温度特性半导体磁阻元件的温度特性不好。元件的电阻值在不大的温度变化范围内减小的很快。因此,在应用时,一般都要设计温度补偿电路。一、磁敏电阻元件§8.2磁敏式传感器2、磁阻元件的主要特性温度/℃/020150504080100电阻/Ω10060巨磁阻元件磁敏二极管的P型和N型电极由高阻材料制成,在P、N之间有一个较长的本征区I。本征区I的一面磨成光滑的无复合表面(为I区),另一面打毛,设置成高复合区(为r区),因为电子—空穴对易于在粗糙表面复合而消失。二、磁敏二极管和三极管1、磁敏二极管磁敏二极管的符号基本原理:在磁场强度和方向变化下,电子和空穴复合率明显变化,导致磁敏二极管的电流发生变化,实现磁电转换。+-P+N+I区r区磁敏二极管的结构§8.2磁敏式传感器§8.2磁敏式传感器§8.2磁敏式传感器§8.2磁敏式传感器§8.2磁敏式传感器§8.2磁敏式传感器§8.2磁敏式传感器§8.2磁敏式传感器在弱P型或弱N型本征半导体上用合金法或扩散法形成发射极、基极和集电极。基区较长。基区结构类似磁敏二极管,有高复合速率的r区和本征I区。长基区分为运输基区和复合基区。二、磁敏二极管和三极管2、磁敏三极管基本原理:在正、反向磁场作用下,磁敏三极管集电极电流出现明显变化。磁敏三

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