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會(huì)員注冊(cè) 霍爾傳感器是一種磁傳感器。用它可以檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化，可在各種與磁場(chǎng)有關(guān)的場(chǎng)合中使用。霍爾傳感器以霍爾效應(yīng)為其工作基礎(chǔ)，是由霍爾元件和它的附屬電路組成的集成傳感器。霍爾傳感器在工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和日常生活中有著非常廣泛的應(yīng)用。
目前，人類社會(huì)正逐漸由工業(yè)化時(shí)代向信息化時(shí)代邁進(jìn)．作為感知、采集、轉(zhuǎn)換、傳輸和處理各種信息必不可少的功能器件之傳感器． 已成為與微機(jī)同等重要的技術(shù)工具， 特別是霍爾效應(yīng)磁敏傳感器一問(wèn)世．就因它的高可靠性．高靈敏度和好的溫度穩(wěn)定性．在工業(yè)、軍事和科學(xué)技術(shù)各領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用， 顯示了其強(qiáng)大的生命力。隨著謝量技術(shù)和自動(dòng)控制等技術(shù)的發(fā)展． 其研制、生產(chǎn)和應(yīng)用已進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。
霍爾效應(yīng)及霍爾效應(yīng)磁敏傳感器
若有一厚度為d、寬為l的載電半導(dǎo)體薄片， 置于磁力線和電流方向垂直的磁場(chǎng)中．剛在薄片兩側(cè)與電流垂直的方向上特產(chǎn)生電壓． 即霍爾電壓uh，其大小正比于電流和磁場(chǎng)強(qiáng)度． 因1879年由美國(guó)物理學(xué)者e．h hall發(fā)現(xiàn)， 故稱此現(xiàn)象為霍爾效應(yīng)。
那些對(duì)被測(cè)對(duì)象的某一確定的信息具有感受與檢出功能， 并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的可用輸出信號(hào)的元器件或裝置為傳感器。其通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元{牛組成。霍爾效應(yīng)磁敏傳感器就是建立在霍爾效應(yīng)基礎(chǔ)上的磁電轉(zhuǎn)換的傳感器， 由霍爾元件(利用霍爾效應(yīng)制成的元件)和轉(zhuǎn)換電路組成。
霍爾元件的選擇
我們知道．霍爾效應(yīng)磁敏傳感器的選擇最重要的就是霍爾元件的選擇。首先根據(jù)被測(cè)信號(hào)的形式是線性、脈沖、高變、位移和函數(shù)等，選擇性能與之相類似的霍爾元件，其次對(duì)應(yīng)用環(huán)境和技術(shù)性能進(jìn)行分析，在選擇的幾種霍爾元件中，進(jìn)行第二次挑選，從技術(shù)條件和性能方面分析，哪一種更適合應(yīng)用場(chǎng)合， 最后分析一下選擇霍爾元件的價(jià)格和市場(chǎng)供應(yīng)等情況， 選擇成本低、市場(chǎng)供應(yīng)量大的更合適。所有的霍爾集成片都具有基本相同的線路．在集成片的基底上除了霍爾元件外， 還有信號(hào)整定線路。霍爾元件的輸出電平很小，是微伏級(jí)。低噪音、高輸入阻抗放大器將信號(hào)放大到和系統(tǒng)電子線路相兼容的電平。電壓調(diào)整器或參考電壓源也是共有的， 為了使霍爾電壓僅與磁場(chǎng)變化有關(guān)， 大部分傳感器以恒流源供電。除片內(nèi)的線路基本相同外．霍爾元件的封裝也基本相同。大部分霍爾集成片采用單列直插式塑料封裝，有3或4個(gè)腳。下面我們從幾個(gè)方面敘述一下，霍爾元件在各種應(yīng)用條件下所選用的原則。
1、磁場(chǎng)測(cè)量。如果要求被測(cè)磁場(chǎng)精度較高，如優(yōu)于±0.5％ ，那么通常選用砷化鎵霍爾元件，其靈敏度高，約為5—10mv/100mt.溫度誤差可 忽略不計(jì)，且材料性能好，可以做的體積較小。在被測(cè)磁場(chǎng)精度較低．體積要求不高． 如精度低于±0．5％ 時(shí)， 最好選用硅和鍺雹爾元件。
2、電流測(cè)量。大部分霍爾元件可以用于電流測(cè)量，要求精度較高時(shí)．選用砷化鎵霍爾元件，精度不高時(shí)， 可選用砷化鎵、硅、鍺等霍爾元件。
3、轉(zhuǎn)速和脈沖測(cè)量。測(cè)量轉(zhuǎn)速和脈沖時(shí)，通常是選用集成霍爾開關(guān)和銻化銦霍爾元件。如在錄像機(jī)和攝像機(jī)中采用了銻銦霍爾元件替代電機(jī)的電刷．提高了使用壽命。
4、信號(hào)的運(yùn)算和測(cè)量。通常利用霍爾電勢(shì)與控制電流、被測(cè)磁場(chǎng)成正比，并與被測(cè)磁場(chǎng)同霍爾元件表面的夾角成正弦關(guān)系的特性，制造函數(shù)發(fā)生器。利用霍爾元件輸出與控制電流和被測(cè)磁場(chǎng)乘積成正比的特性。制造功率表、電度表等。
5、拉力和壓力測(cè)量。選用霍爾件制成的傳感器較其它材料制成的陣感器靈敏度和線性度更佳。
霍爾效應(yīng)及霍爾效應(yīng)磁敏傳感器
若有一厚度為d、寬為l的載電半導(dǎo)體薄片， 置于磁力線和電流方向垂直的磁場(chǎng)中．剛在薄片兩側(cè)與電流垂直的方向上特產(chǎn)生電壓． 即霍爾電壓uh，其大小正比于電流和磁場(chǎng)強(qiáng)度． 因1879年由美國(guó)物理學(xué)者e．h hall發(fā)現(xiàn)， 故稱此現(xiàn)象為霍爾效應(yīng)。
那些對(duì)被測(cè)對(duì)象的某一確定的信息具有感受與檢出功能， 并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的可用輸出信號(hào)的元器件或裝置為傳感器。其通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元{牛組成。霍爾效應(yīng)磁敏傳感器就是建立在霍爾效應(yīng)基礎(chǔ)上的磁電轉(zhuǎn)換的傳感器， 由霍爾元件(利用霍爾效應(yīng)制成的元件)和轉(zhuǎn)換電路組成。
霍爾元件的選擇
我們知道．霍爾效應(yīng)磁敏傳感器的選擇最重要的就是霍爾元件的選擇。首先根據(jù)被測(cè)信號(hào)的形式是線性、脈沖、高變、位移和函數(shù)等，選擇性能與之相類似的霍爾元件，其次對(duì)應(yīng)用環(huán)境和技術(shù)性能進(jìn)行分析，在選擇的幾種霍爾元件中，進(jìn)行第二次挑選，從技術(shù)條件和性能方面分析，哪一種更適合應(yīng)用場(chǎng)合， 最后分析一下選擇霍爾元件的價(jià)格和市場(chǎng)供應(yīng)等情況， 選擇成本低、市場(chǎng)供應(yīng)量大的更合適。所有的霍爾集成片都具有基本相同的線路．在集成片的基底上除了霍爾元件外， 還有信號(hào)整定線路。霍爾元件的輸出電平很小，是微伏級(jí)。低噪音、高輸入阻抗放大器將信號(hào)放大到和系統(tǒng)電子線路相兼容的電平。電壓調(diào)整器或參考電壓源也是共有的， 為了使霍爾電壓僅與磁場(chǎng)變化有關(guān)， 大部分傳感器以恒流源供電。除片內(nèi)的線路基本相同外．霍爾元件的封裝也基本相同。大部分霍爾集成片采用單列直插式塑料封裝，有3或4個(gè)腳。下面我們從幾個(gè)方面敘述一下，霍爾元件在各種應(yīng)用條件下所選用的原則。
1、磁場(chǎng)測(cè)量。如果要求被測(cè)磁場(chǎng)精度較高，如優(yōu)于±0.5％ ，那么通常選用砷化鎵霍爾元件，其靈敏度高，約為5—10mv/100mt.溫度誤差可 忽略不計(jì)，且材料性能好，可以做的體積較小。在被測(cè)磁場(chǎng)精度較低．體積要求不高． 如精度低于±0．5％ 時(shí)， 最好選用硅和鍺雹爾元件。
2、電流測(cè)量。大部分霍爾元件可以用于電流測(cè)量，要求精度較高時(shí)．選用砷化鎵霍爾元件，精度不高時(shí)， 可選用砷化鎵、硅、鍺等霍爾元件。
3、轉(zhuǎn)速和脈沖測(cè)量。測(cè)量轉(zhuǎn)速和脈沖時(shí)，通常是選用集成霍爾開關(guān)和銻化銦霍爾元件。如在錄像機(jī)和攝像機(jī)中采用了銻銦霍爾元件替代電機(jī)的電刷．提高了使用壽命。
4、信號(hào)的運(yùn)算和測(cè)量。通常利用霍爾電勢(shì)與控制電流、被測(cè)磁場(chǎng)成正比，并與被測(cè)磁場(chǎng)同霍爾元件表面的夾角成正弦關(guān)系的特性，制造函數(shù)發(fā)生器。利用霍爾元件輸出與控制電流和被測(cè)磁場(chǎng)乘積成正比的特性。制造功率表、電度表等。
5、拉力和壓力測(cè)量。選用霍爾件制成的傳感器較其它材料制成的陣感器靈敏度和線性度更佳。
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