《传感器技术》课件-5.1霍尔传感器

霍尔传感器任务提出：在各种车辆的运转、机械设备的运行中，都需要对转速进行检测。霍尔传感器霍尔传感器是基于霍尔效应的一种传感器。是目前应用最为广泛的一种磁电式传感器。霍尔传感器霍尔传感器高斯计接近开关电流表转速角度磁场流量微位移结构与工作原理01霍尔传感器类型02目录Contents霍尔传感器的测量电路03霍尔传感器的应用04霍尔传感器的外形图霍尔元件由霍尔片、引线和壳体组成霍尔元件的结构霍尔片是矩形半导体单晶薄片，引出四个引线（a）外型结构示意图（b）图形符号

霍尔元件1，1′两根引线加控制电流，称为控制电极2，2′引线为霍尔电压输出引线，称为霍尔电极霍尔元件的结构霍尔片材料：锗、硅、砷化铟、锑化铟等半导体材料霍尔元件壳体由非导磁金属、陶瓷或环氧树脂封装而成霍尔传感器的工作原理霍尔效应（HallEffects，1879）：运动电荷在磁场作用下受到洛伦茨力，如图把N型半导体薄片放在垂直磁场中并沿ab方向通电，在cd方向上产生电场，当电场力与洛伦兹力相等时,电子的积累便达到了动态平衡。

Vh=KhiBsinαKh为霍尔常数，取决于材质、温度、元件尺寸，m3/C；i为电流大小，A；B为磁感应强度,T;α为电流与磁场方向之间的夹角。此时cd间电动势大小为：霍尔传感器的工作原理KH为霍尔元件灵敏度，与元件厚度成反比，所以霍尔元件一般制作的比较薄与电源提供的电流的大小有关与霍尔元件所处磁场的强度有关与霍尔元件的物理尺寸有关实际应用中，通过控制哪几个变量进行控制霍尔电压？霍尔电压大小的因素霍尔传感器有霍尔元件和霍尔集成传感器两种类型霍尔集成电路相比霍尔元件具有微型化、可靠性高、寿命长、功耗低以及负载能力强等优点。霍尔传感器的工作原理用集成电路技术，将霍尔元件、放大器、温度补偿电路、施密特触发器和稳压电源等电路集成在一个芯片上，就构成了霍尔集成传感器。霍尔集成传感器输出信号形式线性型由霍尔元件、放大器、施密特触发器、输出晶体管和稳压电源等组成。具有开关特性，但导通磁感应强度和截止磁感应强度之间存在滞后效应，这一特性大大增强了电路的抗干扰能力，保证开关动作稳定，不产生振荡现象。如：UGN3019由霍尔元件、放大器、差动输出电路和稳压电源等组成。输出电压在一定范围内与外加磁场呈线性比例关系如：UGN-3501M开关型霍尔集成传感器霍尔开关是可把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。霍尔开关霍尔开关霍尔开关霍尔开关霍尔开关的输入端是以磁感应强度B来表征的,当磁感应强度达到一定值后,霍尔开关内部的触发器翻转,霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。当有磁性物体或者电磁场与图中左下方的敏感端接近至一定距离时,信号灯亮,输出电平发生翻转。霍尔开关输出端采用晶体管输出,主要类型有NPN型、PNP型、常开型、常闭型、锁存型(双极性)和双信号输出型等。NPN型和PNP型传感器的接线方式NPN型与PNP型传感器的接线方式如图所示,有三条引出线,即电源线VCC、0V线和OUT信号输出线(标识黑的引出端口)。霍尔开关

线性型三端霍尔集成电路线性型集成电路将霍尔元件和恒流源、线性差动放大器等做在一个芯片上，输出电压为伏级，比直接使用霍