传感器综合实验--霍尔转速仪测量电路的设计制作.ppt

* * 项目八：霍尔转速仪测量电路的设计制作 目标要求 1、掌握霍尔传感器的特点和用途； 2、学会霍尔传感器测量电路的设计； 3、掌握选用这类传感器的方法和要点； 4、进一步提高锡焊技能； 5、进一步提高检测电路调试能力； 1、霍尔传感器的工作原理 1）概述： 霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，得到广泛的应用。可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。 2）特点： 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，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。 3）霍尔元件 金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。 设图中的材料是Ｎ型半导体，导电的载流子是电子。在ｚ轴方向的磁场作用下，电子将受到一个沿ｙ轴负方向力的作用，这个力就是洛仑兹力。它的大小为： FL=qvB 通过以上分析可知： 1）霍尔电压UH与材料的性质有关，霍尔元件一般采用N型半导体材料。 2）霍尔电压UH与元件的尺寸有关。 d 愈小，KH 愈大，霍尔灵敏度愈高，所以霍尔元件的厚度都比较薄，但d太小，会使元件的输入、输出电阻增加。 霍尔电压UH与控制电流及磁场强度有关。控制电流恒定时愈大愈大。当磁场改变方向时，也改变方向。 2、霍尔元件 霍尔电压UH正比于控制电流和磁感应强度。在实际应用中，总是希望获得较大的霍尔电压。 通过霍尔元件的最大允许控制电流为 霍尔元件在最大允许温升下的最大开路霍尔电压： 霍尔元件的组成：由霍尔片、四根引线和壳体组成，如下图示。 3、霍尔传感器的应用 1）测位移 2）测转角 叶片和齿轮位置传感器 3）测转角或转速 案例：汽车速度测量: *