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霍爾傳感器的優(yōu)點(diǎn)及用途

2019年12月23日 08:40 lq 作者: 用戶評(píng)論(0

霍爾傳感器是基于霍爾效應(yīng)的一種磁敏傳感器。將通有電流的物體放在磁場(chǎng)中,如果電流方向與磁場(chǎng)方向互相垂直,則在與磁場(chǎng)和電流方向都垂直的方向上會(huì)產(chǎn)生橫向電勢(shì)差,這個(gè)現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng),產(chǎn)生的電勢(shì)差稱為霍爾電壓。采用產(chǎn)生霍爾效應(yīng)顯著的半導(dǎo)體材料制成霍爾器件,作為霍爾傳感器中的磁電轉(zhuǎn)換元件,可以進(jìn)行電磁測(cè)量,如測(cè)量磁場(chǎng)、電流、電功率等磁物理量和電量?;魻杺鞲衅鬟€可以利用磁場(chǎng)作為媒介,對(duì)很多物理量實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量,通過(guò)轉(zhuǎn)換測(cè)量力、位移、振動(dòng)、加速度、轉(zhuǎn)速、流量等非電量,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、交通、通信、自動(dòng)控制、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。

霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器,廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面。?

通過(guò)霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的霍爾系數(shù),能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。?

由于霍爾元件產(chǎn)生的電勢(shì)差很小,故通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補(bǔ)償電路及穩(wěn)壓電源電路等集成在一個(gè)芯片上,稱之為霍爾傳感器?;魻杺鞲衅饕卜Q為霍爾集成電路,其外形較小,如下圖所示:

霍爾傳感器的優(yōu)點(diǎn)及用途

許多人都知道,轎車的自動(dòng)化程度越高,微電子電路越多,就越怕電磁干擾。而在汽車上有許多燈具和電器件,尤其是功率較大的前照燈、空調(diào)電機(jī)和雨刮器電機(jī)在開(kāi)關(guān)時(shí)會(huì)產(chǎn)生浪涌電流,使機(jī)械式開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)產(chǎn)生電弧,產(chǎn)生較大的電磁干擾信號(hào)

采用功率霍爾開(kāi)關(guān)電路可以減小這些現(xiàn)象。霍爾器件通過(guò)檢測(cè)磁場(chǎng)變化,轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸出,可用于監(jiān)視和測(cè)量汽車各部件運(yùn)行參數(shù)的變化。

例如位置、位移、角度、角速度、轉(zhuǎn)速等等,并可將這些變量進(jìn)行二次變換;可測(cè)量壓力、質(zhì)量、液位、流速、流量等?;魻柶骷敵隽恐苯优c電控單元接口,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)。

目前的霍爾器件都可承受一定的振動(dòng),可在零下40℃到零上150℃范圍內(nèi)工作,全部密封不受水油污染,完全能夠適應(yīng)汽車的惡劣工作環(huán)境。

霍爾傳感器可以測(cè)量任意波形的電流和電壓,如:直流、交流、脈沖波形等,甚至對(duì)瞬態(tài)峰值的測(cè)量。副邊電流忠實(shí)地反應(yīng)原邊電流的波形。而普通互感器則是無(wú)法與其比擬的,它一般只適用于測(cè)量50Hz正弦波

原邊電路與副邊電路之間有良好的電氣隔離,隔離電壓可達(dá)9600Vrms;

精度高:在工作溫度區(qū)內(nèi)精度優(yōu)于1%,該精度適合于任何波形的測(cè)量;霍爾開(kāi)關(guān)器件無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)磨損、輸出波形清晰、無(wú)抖動(dòng)、無(wú)回跳、位置重復(fù)精度高(可達(dá)μm級(jí))。

寬帶寬:高帶寬的電流傳感器上升時(shí)間可小于1μs;但是,電壓傳感器帶寬較窄,一般在15kHz以內(nèi),6400Vrms的高壓電壓傳感器上升時(shí)間約500uS,帶寬約700Hz。

測(cè)量范圍廣泛:電流測(cè)量可達(dá)50KA,電壓測(cè)量可達(dá)6400V。

結(jié)構(gòu)牢固,體積小,重量輕,壽命長(zhǎng),安裝方便,功耗小,頻率高(可達(dá)1MHZ),耐震動(dòng),不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。

上圖即是一種典型的霍爾傳感器實(shí)現(xiàn)定位應(yīng)用---一個(gè)輪上的兩個(gè)磁鐵經(jīng)過(guò)霍爾效應(yīng)傳感器。圖示中的輪子,帶有兩個(gè)等距的磁鐵,傳感器上的電壓在一個(gè)周期內(nèi)將兩次達(dá)到峰值。

通常被用于計(jì)量車輪和軸的速度,例如在內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火定時(shí)(正時(shí))或轉(zhuǎn)速表上。其在無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的使用,用來(lái)檢測(cè)永磁鐵的位置。

霍爾傳感器廣泛應(yīng)用在變頻調(diào)速裝置、逆變裝置、ups電源、通信 電源、電焊機(jī)、電力機(jī)車、變電站、數(shù)控機(jī)床、電解電鍍、微機(jī)監(jiān)測(cè)、電網(wǎng)監(jiān)測(cè)等需要隔離檢測(cè)電流的設(shè)施中以及新興的太陽(yáng)能、風(fēng)能和地鐵軌道信號(hào)、汽車電子等領(lǐng)域。

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( 發(fā)表人:李倩 )

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