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霍尔传感器的工作原理

大家好今天来介绍霍尔传感器的工作原理 的问题,以下是机器人网小编对此问题的归纳整理,来看看吧。

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霍尔传感器工作原理:

一个霍尔元件一般有四个引出端子,其中两根是霍尔元件的偏置电流 I 的输入端,另两根是霍尔电压的输出端。如果两输出端构成外回路,就会产生霍尔电流。

一般地说,偏置电流的设定通常由外部的基准电压源给出;若精度要求高,则基准电压源均用恒流源取代。为了达到高的灵敏度,有的霍尔元件的传感面上装有高导磁系数的镀膜合金;这类传感器的霍尔电势较大,但在0.05T左右出现饱和,仅适用在低量限、小量程下使用。

霍尔传感器优点:

1、 霍尔传感器可以测量任意波形的电流和电压,如:直流、交流、脉冲波形等,甚至对瞬态峰值的测量。副边电流忠实地反应原边电流的激歼波形。而普通互感器则是无法与其比拟的,它一般只适用于测量50Hz正弦波;

2、 原边电路与副边电路之间有良好的电气隔离,隔离电压可达9600Vrms;

3、精度高:在工销凯作温度区内精度优于1%,该精度适合于任何波形的测量;

4、线性度好:优于0.1%;

5、宽带宽:高带宽的电流传感器上升时间可小于1μs;但是,电压传感器带宽较窄,一般在15kHz以内亏铅唤,6400Vrms的高压电压传感器上升时间约500uS,带宽约700Hz。

来源:—霍尔传感器


霍尔传感器的工作原理是什么


霍尔传感器的工作原理是:
磁场中有一个霍尔半导体片,恒定电流I从A到B通过该片。在洛仑兹力的作用下,I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移,使该祥樱片在CD方向上产生电位差,这就是所谓的霍尔电压。
霍尔电压随磁场强度的变化而变化,磁场越强,电压越高,磁场越弱,电压越低,霍尔电压值很小,通常只有几个毫伏,但经集成电路中的放大器放大,就能使该电压放大到足以输出较强的信号。
若使霍尔集成电路起传感作用,需要用机械的方法来改变磁碰郑感应强度。下图所示的方法是用一个转动的叶轮作为控制磁通量的开关,当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时,磁场偏离集成片,霍尔电压消失。
这样,霍尔集成电路的输出电压的变化,就能表示出叶轮驱动轴的某一位置,利用这一工作原理,可将霍尔集成电路片用作用点火正时传感器。霍尔效应传感器属于被动型传感器,它要有外加电源才能工作,这一特点使它能检测转速低的运转情况。
霍尔效应传感器:
1-霍尔半导体元件

2-永久磁铁

3-挡隔磁力线的叶片。
霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall,1855-1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。
后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材谨吵丛料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。
由霍尔效应的原理知,霍尔电势的大小取决于:Rh为霍尔常数,它与半导体材质有关;I为霍尔元件的偏置电流;B为磁场强度;d为半导体材料的厚度。
对于一个给定的霍尔器件,当偏置电流 I 固定时,UH将完全取决于被测的磁场强度B。



霍尔传感器工作原理


磁场平衡式霍尔电流传感器是由原边电路、聚磁环、霍尔元件、次级线圈、放大器等组成,如图所示。其工作原理是磁场平衡式的,即原边电流所产生的磁场,用通过次级线圈的电流所产生的磁场进行补偿,使霍尔元件始终处于检测零磁通的工作状态。具体工作过程为:
当原边回路有一大电流I
P
流过时,羡旁在导线周围产生一个强的磁场H
P
,这一磁场被聚磁环聚集,并感应霍尔元件,使其有一个信号输出U
h
,这一信号经放大器N放大,再输入到功率放大器中,这时相应的功率管导通,从而获得一侍派薯个补偿电流I
s
。由于这一电流要通过很多匝绕组,多匝导线所产生的磁场Hs与原边电流所产生的磁场H
p
方向相反,因而相互抵消,引起磁路中总的磁场变小,使霍尔器件的输出逐渐减小,最后当I
s
与匝数相乘所产生的磁场H
s
与I
p
所产生的磁场H
p
相等时,达到磁场平衡,I
s
不再增加,这时霍尔元件就处于零磁通检测状态。上述过程是在非常短的时间内完成的,这一平衡的建立所需时间在1μs之内,且是一个动态平衡过程,即:原边电流Ip的任何变化都会破坏这一磁场平衡,一旦磁场失去平衡,霍尔元件就有信号输出,经放大器放大后,立即有相应的电流流过次级线圈对其进行补偿。因此从宏观上看,次级补偿电流的安匝数在任何时刻都与原边电流的安匝数相等,即:
|NpIp|=|NsIs|
其中:Np为原边匝数,Ip原边电流;Ns为次级匝数,Is为次级电流。所以,若已知Np、Ns,测得Is,即可得到原边电流Ip的大小。利用同样的原理,可进行电压测量,只需在原边线圈回路中串联一个电阻R1,将原边电流Ip转换成被测电压Up。即:Up=(R1+Rin)Ip=(R1+Rin)NsIs/Np
式中Rin为原边内阻。磁平老者衡式电流电压传感器测量输出信号为电流形式Is。若要获得电压的输出形式,用户需在M端和电源零点之间串一只电阻Rm,并在其上取电压Um,如图所示,串联电阻的大小由下式限定:
Rmmax=(Emin-Uces-IsRi)/Is
其中:Emin为电源输出最小电压,Ri为传感器次级内阻,Uces为输出功率管的饱和压降。用户可取的最大电压为:Ummax=Rmmax╳Is

以上就是小编对于霍尔传感器的工作原理 问题和相关问题的解答了,希望对你有用

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