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    一文解析霍爾電流傳感器
    2020-10-21

    霍爾電流傳感器將磁或磁編碼信息轉換為電信號,以便通過電子電路進行處理。

    一文解析霍爾效應傳感器

      磁傳感器是固態設備,它們變得越來越流行,因為它們可以用于許多不同類型的應用,例如感測位置,速度或定向運動。它們也是電子設計人員的一種流行的傳感器選擇,因為它們具有非接觸式無磨損操作,低維護,堅固的設計以及密封的霍爾效應設備,不受振動,灰塵和水的影響。

        磁傳感器的主要用途之一是用于感測位置,距離和速度的汽車系統。例如,曲柄軸的角度位置用于火花塞的點火角度,汽車座椅和用于安全氣囊控制的座椅安全帶的位置或用于防抱死制動系統的車輪速度檢測(ABS)。

        磁傳感器設計用于響應各種不同應用中的各種正負磁場,一種類型的磁傳感器,其輸出信號是其周圍磁場密度的函數,稱為霍爾效應傳感器。

        霍爾效應傳感器是由外部磁場激活的設備。我們知道磁場有兩個重要特性:磁通密度,(B)和極性(北極和南極)?;魻栃獋鞲衅鞯妮敵鲂盘柺瞧骷車艌雒芏鹊暮瘮?。當傳感器周圍的磁通密度超過某個預設閾值時,傳感器檢測到它并產生稱為霍爾電壓V H的輸出電壓。請看下圖。

    霍爾效應傳感器原理

    一文解析霍爾效應傳感器

           霍爾效應傳感器基本上由一塊薄的矩形p型半導體材料組成,例如砷化鎵(GaAs),銻化銦(InSb)或砷化銦(InAs),它們通過自身連續的電流。當器件放置在磁場中時,磁通線在半導體材料上施加力,該力使電荷載流子,電子和空穴偏轉到半導體板的任一側。電荷載流子的這種運動是它們經過半導體材料所經受的磁力的結果。

           當這些電子和空穴移動側邊時,通過這些電荷載流子的積累在半導體材料的兩側之間產生電位差。然后,電子通過半導體材料的運動受到與其成直角的外部磁場的影響,并且這種效果在扁平矩形材料中更大。

           通過使用磁場產生可測量電壓的效果被稱為18世紀70年代后發現它的霍華德霍爾的霍爾效應,霍爾效應的基本物理原理是洛倫茲力。以產生跨越所述裝置的電勢差的磁通線必須垂直,(90 ?到的電流的流動),并按照正確的極性,通常一個南極的。

           霍爾效應提供有關磁極類型和磁場大小的信息。例如,南極會導致器件產生電壓輸出,而北極則無效。通常,當沒有磁場存在時,霍爾效應傳感器和開關被設計為處于“關閉”狀態(開路狀態)。它們僅在經受足夠強度和極性的磁場時才變為“接通”,(閉路狀態)。

    霍爾效應磁傳感器

          基本霍爾元件的輸出電壓(稱為霍爾電壓,(V H))與通過半導體材料的磁場強度(輸出αH )成正比 。這個輸出電壓可以非常小,即使受到強磁場也只有幾微伏,因此大多數商用霍爾效應器件都是通過內置直流放大器,邏輯開關電路和穩壓器制造的,以提高傳感器的靈敏度,滯后和輸出電壓。這也使霍爾效應傳感器能夠在更廣泛的電源和磁場條件下工作。

    霍爾效應傳感器

    一文解析霍爾效應傳感器       霍爾電流傳感器提供線性或數字輸出。線性(模擬)傳感器的輸出信號直接取自運算放大器的輸出,輸出電壓與通過霍爾傳感器的磁場成正比。

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