磁电式传感器任务一霍尔传感器的认识与应用阶段一霍尔.PDFVIP

第六章 磁电式传感器 任务一 霍尔传感器的认识与应用 任务描述： 了解认识霍尔传感器； 掌握霍尔传感器基本工作原理； 掌握霍尔传感器的应用。 任务分析：用霍尔元件做成的传感器称为霍尔传感器。本任务主要是对霍尔传感器的基本原理 和特性进行简单介绍，对霍尔传感器的集成电路和霍尔传感器的应用进行重点讲述。 阶段一 霍尔传感器基本原理 B I 金属或半导体薄片置于磁感应强度为 的磁场中，磁场方向垂直于薄片，当有电流 流过薄片 时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势EH ，这种现象称为霍尔效应（Hall Effect ），该电 Hall EMF Hall Element 动势称为霍尔电动势（ ），上述半导体薄片称为霍尔元件（ ）。用霍尔元件做 成的传感器称为霍尔传感器（Hall Transducer ）。 a b c d ）霍尔效应原理图 ）薄膜型霍尔元件结构示意图 ）图形符号 ）外形 图6-1 霍尔元件示意图 霍尔属于四端元件： a b c d c d 其中一对（即 、 端）称为激励电流端，另外一对（即 、 端）称为霍尔电动势输出端， 、 端一般应处于侧面的中点。 I B 由实验可知，流入激励电流端的电流 越大、作用在薄片上的磁场强度 越强，霍尔电动势也 就越高。霍尔电动势EH 可用下式表示 E =K IB 6-1 H H （ ） 式中 K ——霍尔元件的灵敏度。 H B θ 若磁感应强度 不垂直于霍尔元件，而是与其法线成某一角度 时，实际上作用于霍尔元件上 的有效磁感应强度是其法线方向（与薄片垂直的方向）的分量，即Bcosθ，这时的霍尔电动势为 E =K IBcosθ 6-2 H H （ ） 6-2 I B B 从式（ ）可知，霍尔电动势与输入电流 、磁感应强度 成正比，且当 的方向改变时，霍 尔电动势的方向也随之改变。如果所施加的磁场为交变磁场，则霍尔电动势为同频率的交变电动势。 N 目前常用的霍尔元件材料是 型硅，霍