无人机传感器技术 10.霍尔式传感器.pptxVIP

霍尔式传感器主讲教师：《无人机传感器技术》

霍尔效应1霍尔元件2目录集成霍尔传感器3霍尔传感器的应用4

霍尔效应01

霍尔效应概述半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中，磁场方向垂直于薄片，当有电流I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。作用在半导体薄片上的磁场强度B越强，霍尔电势也就越高。

霍尔效应概述霍尔电势UH可表示为：UH=KHIB

霍尔元件02

霍尔元件结构霍尔元件由霍尔片、4根引线和壳体组成。霍尔片是一块矩形半导体单晶薄片（一般为4mm×2mm×0.1mm），在它的长度方向两端面上焊有两根引线，称为控制电流端引线，通常用红色导线。其焊接处称为控制电流极（或称激励电流），要求焊接处接触电阻很小，并呈纯电阻，即欧姆接触（无PN结特性）。

霍尔元件结构在薄片的另两侧端面的中间以点的形式对称地焊有两根霍尔输出引线，通常用绿色导线。其焊接处称为霍尔电极，要求欧姆接触，且电极宽度与基片长度之比小于0.1，否则影响输出。霍尔元件的壳体上用非导磁金属、陶瓷或环氧树脂封装。

集成霍尔传感器03

集成霍尔传感器3.1开关型集成霍尔传感器开关型集成霍尔传感器线性型集成霍尔传感器霍尔传感器集成电路具有体积小、灵敏度高、输出幅度较大温漂小、对电源的稳定性要求较低。霍尔集成电路可分为线性型和开关型两大类。

集成霍尔传感器3.1开关型集成霍尔传感器开关型霍尔集成电路是将霍尔元件、稳压电路、放大器、施密特触发器、OC门（集电极开路输出门）等电路做在同一个芯片上。开关型集成霍尔传感器外观开关型集成霍尔传感器结构

集成霍尔传感器3.1开关型集成霍尔传感器当外加磁场强度超过规定的工作点时，OC门由高阻态变为导通状态，输出变为低电平；当外加磁场强度低于释放点时，OC门重新变为高阻态，输出高电平。

集成霍尔传感器3.2线性型集成霍尔传感器线性三端霍尔传感器集成电路线性霍尔传感器模组线性型集成电路是将霍尔元件和恒流源、线性差动放大器等做在一个芯片上，输出电压为伏级，比直接使用霍尔元件方便。

霍尔传感器的应用04

霍尔传感器的应用霍尔电势是关于I、B、?三个变量的函数，即：EH=KHIBcos?使其中两个量不变，将第三个量作为变量，或者固定其中一个量，其余两个量都作为变量。霍尔传感器主要用于测量能够转换为磁场变化的其他物理量。

霍尔传感器的应用4.1测量磁场霍尔高斯计测量铁心气隙磁场强度霍尔元件根据EH=KHIBcos?。可以使其中I、B这两个量不变，将B作为变量就可测出磁场。

霍尔传感器的应用4.2测量电流铁心线性霍尔ICII当有电流通过导线时，在导线周围将产生磁场，磁力线集中在铁心内，并在铁心的缺口处穿过霍尔元件，从而产生与电流成正比的霍尔电压。

霍尔传感器的应用4.3控制无刷电机霍尔式无刷电动机取消了换向器和电刷，而采用霍尔元件来检测转子和定子之间的相对位置，其输出信号控制电枢电流的换向，维持电动机的正常运转。

霍尔传感器的应用4.3控制无刷电机由于无刷电动机不产生电火花及电刷磨损等问题，所以它在录像机、CD唱机、光驱等家用电器中得到越来越广泛的应用。录像机CD唱机光驱

霍尔传感器的应用4.4测量位移当磁铁的有效磁极接近、并达到动作距离时，霍尔式接近开关动作。霍尔接近开关一般还配一块钕铁硼磁铁。

霍尔传感器的应用4.5测量转速当齿对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔元件，可产生较大的霍尔电动势，放大、整形后输出低电平；当齿轮的空挡对准霍尔元件时，磁力线从上下侧通过，输出为高电平，将霍尔器件输出的微小脉冲信号经隔直、放大、整形后可以确定被测物的转速。

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