霍尔传感器应用场合(霍尔压力传感器适用场景)

海潮机械 2023-02-28 02:33 编辑:admin 140阅读

一、霍尔压力传感器适用场景

霍尔压力(微压)变送器适用于测量对铜及铜合金不起腐蚀作用的、非结晶和非凝固的液体或蒸汽的压力及负压,由于变送器能将各种被测压力转换成0~20mV的信号,因此变送器与二次仪表配套使用可以对冶金、电力、石油、化工工业部门实现远程控制和集中检测的目的,和调节器配套使用可以实现对系统的自动调节目的。

二、用霍尔元件可以测量哪些物理量?

霍尔组件可测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等。

霍尔元件可用多种半导体材料制作,如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP以及多层半导体异质结构量子阱材料等等.

霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器。用它们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。

霍尔元件具有许多优点,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(可达1MHZ),耐震动,不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。

霍尔线性器件的精度高、线性度好;霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高(可达μm 级)。采用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽,可达-55℃~150℃。

工作原理

霍尔元件应用霍尔效应的半导体。

所谓霍尔效应,是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时,产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时,若在垂直于电流的方向施加磁场,则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显,而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。

由于通电导线周围存在磁场,其大小和导线中的电流成正比,故可以利用霍尔元件测量出磁场,就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不和被测电路发生电接触,不影响被测电路,不消耗被测电源的功率,特别适合于大电流传感。

若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H的电磁场中,则在该元件中将产生电流I,元件上同时产生的霍尔电位差和电场强度E成正比,如果再测出该电磁场的磁场强度,则电磁场的功率密度瞬时值P可由P=EH确定。

利用这种方法可以构成霍尔功率传感器。

如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上,当装在运动物体上的永磁体经过它时,可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数,则可以确定其运动速度。

元件特性

1、霍尔系数(又称霍尔常数)RH

在磁场不太强时,霍尔电势差UH与激励电流I和磁感应强度B的乘积成正比,与霍尔片的厚度δ成反比,即UH =RH*I*B/δ,式中的RH称为霍尔系数,它表示霍尔效应的强弱。 另RH=μ*ρ即霍尔常数等于霍尔片材料的电阻率ρ与电子迁移率μ的乘积。

2、霍尔灵敏度KH(又称霍尔乘积灵敏度)

霍尔灵敏度与霍尔系数成正比而与霍尔片的厚度δ成反比,即KH=RH/δ,它通常可以表征霍尔常数。

3、霍尔额定激励电流

当霍尔元件自身温升10℃时所流过的激励电流称为额定激励电流。

4、霍尔最大允许激励电流

以霍尔元件允许最大温升为限制所对应的激励电流称为最大允许激励电流。

5、霍尔输入电阻

霍尔激励电极间的电阻值称为输入电阻。

6、霍尔输出电阻

霍尔输出电极间的电阻值称为输出电阻。

7、霍尔元件的电阻温度系数

在不施加磁场的条件下,环境温度每变化1℃时,电阻的相对变化率,用α表示,单位为%/℃。

8、霍尔不等位电势(又称霍尔偏移零点)

在没有外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下,在输出端空载测得的霍尔电势差称为不等位电势。

9、霍尔输出电压

在外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下,在输出端空载测得的霍尔电势差称为霍尔输出电压。

10、霍尔电压输出比率

霍尔不等位电势与霍尔输出电势的比率

11、霍尔寄生直流电势

在外加磁场为零、霍尔元件用交流激励时,霍尔电极输出除了交流不等位电势外,还有一直流电势,称寄生直流电势。

12、霍尔不等位电势

在没有外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下,环境温度每变化1℃时,不等位电势的相对变化率。

13、霍尔电势温度系数

在外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下,环境温度每变化1℃时,不等位电势的相对变化率。它同时也是霍尔系数的温度系数。

14、热阻Rth

霍尔元件工作时功耗每增加1W,霍尔元件升高的温度值称为它的热阻,它反映了元件散热的难易程度,

单位为: 摄氏度/w

无刷电机霍尔传感器AH44E

开关型霍尔集成元件,用于无刷电机的位置传感器。

引脚定义(有标记的一面朝向自己):(左)电源正;(中)接地;(右)信号输出

体积(mm):4.1*3.0*1.5

安装时注意减少应力与防静电

按照霍尔元件的功能可将它们分为: 霍尔线性器件 和 霍尔开关器件 。前者输出模拟量,后者输出数字量。

按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性,后者是检测受检对象上人为设置的磁场,用这个磁场来作被检测的信息的载体,通过它,将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等,转变成电量来进行检测和控制。

三、霍尔传感器都可以应用于哪些方面?具体的?

1 用于检测磁场。

2 检测铁磁物质。3 在直流电机中作传感器,电机里面的霍尔元件还能做使用霍尔开关电路。4无损探伤。5霍尔接近传感器和接近开关。6霍尔齿轮传感器。7霍尔位移、压力、加速度传感器。常见的就这几种。

四、霍尔传感器的用途?

在变频器中,霍尔电流传感器的主要作用是保护昂贵的大功率晶体管。由于霍尔电流传感器的响应时间短于1μs。因此,出现过载短路时,在晶体管未达到极限温度之前即可切断电源,使晶体管得到可靠的保护。

霍尔传感器技术在汽车工业中有着广泛的应用,包括动力、车身控制、牵引力控制以及防抱死制动系统。

霍尔传感器在出租车计价器上的应用。

通过安装在车轮上的霍尔传感器检测到的信号,送到单片机,经处理计算,送给显示单元,这样便完成了里程计算。

五、霍尔传感器的实际应用?

霍尔传感器的应用:

1、霍尔传感器在汽车工业上的应用

霍尔传感器技术在汽车工业中有着广泛的应用,包括动力、车身控制、牵引力控制以及防抱死制动系统。为了满足不同系统的需要,霍尔传感器有开关式、模拟式和数字式传感器三种形式。

霍尔传感器可以采用金属和半导体等制成,效应质量的改变取决于导体的材料,材料会直接影响流过传感器的正离子和电子。制造霍尔元件时,汽车工业通常使用三种半导体材料,即砷化镓、锑化铟以及砷化铟。最常用的半导体材料当属砷化铟。霍尔传感器的形式决定了放大电路的不同,其输出要适应所控制的装置。这个输出可能是模拟式,如加速位置传感器或节气门位置传感器,也可能是数字式。如曲轴或凸轮轴位置传感器。

当霍尔元件用于模拟式传感器时,这个传感器可以用于空调系统中的温度表或动力控制系统中的节气门位置传感器。霍尔元件与微分放大器连接,放大器与NPN晶体管连接。磁铁固定在旋转轴上,轴在旋转时,霍尔元件上的磁场加强。其产生的霍尔电压与磁场强度成比例。

当霍尔元件用于数字信号时,例如曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器或车速传感器,必须首先改变电路。霍尔元件与微分放大器连接,微分放大器与施密特触发器连接。在这种配置中。传感器输出一个开或关的信号。在多数汽车电路中,霍尔传感器是电流吸收器或者使信号电路接地。要完成这项工作,需要一个NPN晶体管与施密特触发器的输出连接。磁场穿过霍尔元件,一个触发器轮上的叶片在磁场和霍尔元件之间通过。

2、霍尔传感器在出租车计价器上的应用

通过安装在车轮上的霍尔传感器检测到的信号,送到单片机,经处理计算,送给显示单元,这样便完成了里程计算。车轮每转一圈,霍尔开关就检测并输出信号,引起单片机的中断,对脉冲计数。比如,当计数达到1000次时,也就是1km,单片机就控制将金额自动增加。

每当霍尔传感器输出一个低电平信号时,就使单片机中断一次,当里程计数器对里程脉冲计满1000次时,就有程序将当前总额累加,使微机进入里程计数中断服务程序中。在该程序中,需要完成当前行驶里程数和总额的累加操作,并将结果存入里程和总额寄存器中。

3、霍尔电流传感器在变频器上的应用

在有电流流过的导线周围会感生出磁场,再用霍尔器件检测由电流感生的磁场,即可测出产生这个磁场的电流的量值。由此就可以构成霍尔电流、电压传感器。因为霍尔器件的输出电压与加在它上面的磁感应强度以及流过其中的工作电流的乘积成比例,是一个具有乘法器功能的器件,并且可与各种逻辑电路直接接口,还可以直接驱动各种性质的负载。因为霍尔器件的应用原理简单,信号处理方便,器件本身又具有一系列的独特优点,所以在变频器中也发挥了非常重要的作用。

在变频器中,霍尔电流传感器的主要作用是保护昂贵的大功率晶体管。由于霍尔电流传感器的响应时间短于1μs。因此,出现过载短路时,在晶体管未达到极限温度之前即可切断电源,使晶体管得到可靠的保护。