《传感器》-2.基本原理_第1页
《传感器》-2.基本原理_第2页
《传感器》-2.基本原理_第3页
《传感器》-2.基本原理_第4页
《传感器》-2.基本原理_第5页
已阅读5页，还剩6页未读， 继续免费阅读

下载本文档

版权说明：本文档由用户提供并上传，收益归属内容提供方，若内容存在侵权，请进行举报或认领

文档简介

东营科技职业学院知识点一：基本原理

知识点一：基本原理

置于磁场中的静止载流导体,当它的电流方向与磁场方向不一致时,载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势,这种现象称为霍尔效应。该电动势称为霍耳电势。如图5-15所示,在(金属)半导体薄片上垂直施加磁场B,在薄片两短边b方向通入控制电流I,则在薄片两长边L方向产生电动势,这种现象称之为霍尔效应,该电动势称为霍尔电压UH,该半导体薄片称为霍尔元件。

图5-15中,v表示半导体中电子在控制电流I作用下的运动方向和速度,FL表示电子受到磁场的洛伦兹力,其大小为

霍尔传感器工作原理

式中q为电子的电荷量,FL方向符合左手掌定则,运动电子在洛伦兹力FL的作用下,电子以抛物线形式向一侧运动,致使在霍尔元件的两长边积累起等量的正、负电荷,从而在导电板内部宽度b的方向上建立了附加内电场EH,形成霍耳电场,该电场的强度为

此时电子不再向两底面积累,达到平衡状态。又因

霍尔传感器工作原理式中:j为电流密度;ρ为电阻率。而

式中:μ为电荷迁移率,是自由电子在单位磁场下的运动速度(m2/V·s)。所以霍耳电压又可表示为令

霍尔传感器工作原理称RH为霍耳常数,则有

令KH＝RH/d,称之为霍尔元件灵敏度,则(5-24)改写为霍尔传感器工作原理

由式(5-25)可见,霍耳电势正比于激励电流I及磁感应强度B,其霍耳片的灵敏度与霍耳系数RH成正比而与霍耳片的厚度d成反比。因此,为了提高灵敏度,霍耳元件常制成薄片形状。

若磁感应强度B不垂直于霍尔元件,而是与其法线成某一角度θ时,实际上作用于霍尔元件上的有效磁感应强度是其法线方向(与薄片垂直的方向)的分量,即Bcosθ,这时的霍尔电势为霍尔传感器工作原理

由此可见,霍尔电势与输入电流I、磁感应强度B成正比,且当B的方向改变时,霍尔电势的方向也随之改变。如果所施加的磁场为交变磁场,则霍尔电势为同频率的交变电势。

霍尔传感器工作原理

具有上述霍尔效应的元件称为霍尔元件,霍尔传感器就是由霍尔元件组成的。金属材料中的自由电子浓度n很高,因此RH很小,不宜作霍尔元件。目前常用的霍尔元件材料有锗、硅、砷化铟、锑化铟等半导体材料。其中N型锗容易加工制造,其霍尔系数、温度性能和线性度都较好。N型硅的线性度最好,其霍尔系数、温度性能同N型锗相近。锑化铟对温度最敏感,尤其在低温范围内温度系数大,但在室温时其霍尔系数较大。砷化铟的霍尔系数较小,温度系数也较小,输出特性线性度好。常用霍尔元件技术参数如表5-1所示。霍尔传感器工作原理

霍尔器件具有许多优点,它们的结构牢固,体积小,重量轻,寿命长,安装方便,功耗小,频率高(可达1MHz),耐振动,不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。

霍尔线性器件的精度高、线性度好;霍尔开关器件无触点、无磨损

人人文库> 全部分类> 教育资料 > 作文作品

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

最新文档

评论

0/150

提交评论