第六章磁敏传感器-霍尔传感器.pptVIP

6.1.5 霍尔传感器的应用 2．将被测量转化为I与B的乘积 测量可转化为乘积运算的物理量——单相交流功率计。电路如图 所示，设有交流电源： 通过线圈产生磁感强度B，负载为ZL，另一路通过电阻 R 加在霍尔元件的控制电流极上，则有电流 霍尔元件用作单相交流功率计 其中，Ri 为霍尔元件输入电阻，R为输入回路外接电阻，U为电压有效值，k1=1/(R+Ri) 。 6.1.5 霍尔传感器的应用 霍尔元件用作单相交流功率计 由于 I 为流过线圈产生磁感应强度B的电流，它将产生磁场： 这里 为激磁常数， 为 u 与 i 的相位差。 其中, 为常数。 6.1.5 霍尔传感器的应用 霍尔元件用作单相交流功率计 求霍尔电动势平均值：由于在一个周期里 ，所以有 这里 为负载ZL的有功功率。 该霍尔电动势平均值反映了负载有功功率的信息，除以常数 k，即为有功功率。 若改 R 为 C（电容），则ic 超前 u 90°，同理可推出 其中， 为负载ZL上的无功功率。 6.1.5 霍尔传感器的应用 霍尔元件用于乘方运算：仅需将电磁铁的线圈串入电流支路，使输入电流Ii 既形成磁感应强度B，又提供控制电流，于是获得 的关系。 霍尔元件构成的平方器 霍尔元件构成的开方器 霍尔元件用于开方器：利用了平方负反馈原理。左图中，设放大器的放大倍数足够大，则有 ，于是有 。假如负反馈方框是用与上图相同的霍尔平方器构成，则输出电流正比于的平方根， 6.1.5 霍尔传感器的应用 3. 霍尔元件 HC-220 构成的水位控制电路 HC-220构成的水位控制 6.1.5 霍尔传感器的应用 由霍尔传感器HC-220构成的水位控制电路如图6-17所示。主电路由三相交流电动机及其过热保护元件RJ、过流保护元件FU1～FU3、交流接触器触头KMC2～KMC4等组成，电机拖动水泵抽水；控制电路主要由霍尔传感器H1和H2、交流接触器线圈KMC、继电器KA1和KA2等组成。 霍尔传感器安装于水池（井）的上下水限位置，该传感器的工作电压为4.5～16V，磁场与霍尔传感器接近距离为4～10mm，工作频率为0～100kHz，如图6-18所示。该控制电路可用于多种蓄水装置的水位控制。 图6-18 霍尔传感器的安装位置 6.1.5 霍尔传感器的应用 图6-18 霍尔传感器的安装位置 当水位降到N点时，磁铁靠近H2，使H2的输出U2为低电平，KA2吸合，其常开触点KA2-1闭合，交流接触器KMC吸合，常开触点KMC1闭合后也自锁，主电路上的常开触头KMC2～KMC4闭合，电机启动，水泵抽水，此时VL2亮，表示正在上水。 当水位升到M点时，磁铁靠近H1，使U1为低电平，继电器KA1吸合，其常闭触点KA1-1断开，交流接触器释放，水泵电机停止运转。 本章小结 1、霍尔效应、洛伦兹力（左手法则）、霍尔电动势 2、霍尔元件及其材料 霍尔元件为什么采用N型半导体？ 金属导体的载流子迁移率很大，但其电阻率低（自由电子浓度n大），绝缘材料电阻率很高，但其载流子迁移率低，所以金属导体和绝缘体均不宜作霍尔元件，只有半导体材料最合适。N型半导体材料的载流子迁移率比P型的大，所以霍尔元件多采用N型半导体材料制成。 3、霍尔元件的主要技术参数 本章小结 4、温度误差与补偿： 为什么要进行温度补偿？温度补偿方法举例 5、集成霍尔传感器 线性型和开关型两类 6、 霍尔传感器的应用 根据霍尔电动势的表达式，霍尔传感器的测量应用主要围绕磁感强度B和控制电流 I 进行： （1）当控制电流不变时； （2）当磁感应强度不变时； （3）当控制电流和磁感应强度都变化时。 传感器与检测技术 天津工业大学电气工程与自动化学院 主讲 王红一 第六章 磁敏传感器 磁场作用 物体的电性能发生变化 磁场强度或与磁场强度相关的物理量转变成电量。 磁敏传感器（magneto-dependent sensor）是利用半导体磁敏元件对磁场敏感的特性来实现磁电测量的。用磁场（magnetic field）作媒介，可以