1. 高精度线性霍尔传感器
霍尔元件(由锑化铟制成)的灵敏度比较好测量,相同的电压和磁场条件下,输出电压高的则灵敏度高.
霍尔集成电路(IC)的灵敏度的测量要分两种:
(1) 对于开关型,测量可以使hall IC打开(一般输出由高变低)的磁场强度,使hall打开的磁场越弱则灵敏度越高。
(2)对于线性hall,则需要给芯片一个磁场变量(比如磁场变化100GS)看输出电压变化值的大小,电压变化的则灵敏度高。
对于怎样提高灵敏度,在hall材料已经确定的情况下只能靠外加放大器等电子电路来变相的实现。
扩展资料:
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,霍尔器件的工作温度范围宽,可达-55℃~150℃。
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。
线性霍尔效应传感器 IC 的电压输出会精确跟踪磁通密度的变化。在静态(无磁场)时,从理论上讲,输出应等于在工作电压及工作温度范围内的电源电压的一半。增加南极磁场将增加来自其静态电压的电压。
相反,增加北极磁场将增加来自其静态电压的电压。这些部件可测量电流的角、接近性、运动及磁通量。它们能够以磁力驱动的方式反映机械事件。
2. 霍尔电流传感器精度
霍尔元件测量电流,是用霍尔元件检测通电导线周围的磁场来实现的。霍尔效应大电流计的特点是:结构简单、成本低廉、准确度高、测量时不需要断开回路。下面,就来介绍几种用霍尔元件测量大电流的方法。
1.导线旁测法
此法最简单,将霍尔元件放在通电导线的附近,给霍尔元件通一恒定的电流,用霍尔元件测量被测导线的磁场,就可以从霍尔元件输出的电压中确定被测电流的值。
这种方法测量大电流的特点是结构简单、操作方便。但测量精度较差,受外界干扰也大,所以只适用于要求精度不高的场合。
2.导线贯穿磁芯法
如果用铁磁材料做成磁导体的铁芯,使被测导线贯穿它的中央,将霍尔传感器放在磁导体的气隙中,这样,可以通过环形铁芯集中磁力线。当导线中有电流流过时,使导磁体铁芯磁化,在环形气隙中就形成磁场,导线中的电流越大,气隙处的磁感应强度就越大,霍尔元件输出的电压VH就越大。于是可以通过电压VH检测到导线中的电流大小。这种方法的特点是检测精度较高。
在实际应用中,通常把导磁铁芯做成钳形,成非闭合磁路的形式。
3.磁芯绕线法
以某款霍尔线性传感器为例,这种检测方法的电路由标准环形导磁铁芯和霍尔线性传感器组合而成。被测通电导线绕在导磁铁芯上,每1匝/A在气隙处可产生0.0056T的磁感应强度。如果测量范围是0~20A,则导线绕制9匝,使可产生约0. 1T的磁感应强度,霍尔传感器会有1.4V的电压输出,以此可以检测出通电导线电流的大小。
3. 高精度线性霍尔传感器 位移测量 电路
1、位移测量:
两块永久磁铁同极性相对放置,将线性型霍尔传感器置于中间,其磁感应强度为零,这个点可作为位移的零点,当霍尔传感器在Z轴上作△Z位移时,传感器有一个电压输出,电压大小与位移大小成正比。
2、角速度测量:
在非磁性材料的圆盘边上粘一块磁钢,霍尔传感器放在靠近圆盘边缘处,圆盘旋转一周,霍尔传感器就输出一个脉冲,从而可测出转数(计数器),若接入频率计,便可测出转速。
4. 霍尔电流传感器的精度和线性度
如果你的传感器输出是4-20mA或者1-5V输出,你可以在没有电流通电源的情况下,看输出是不是有4mA(输出是4-20mA的)或者1V(输出是1-5V的)左右的输出,如果是,传感器基本是正常的,如果你的输出是0-5V、0-50mA这样的,那就只能通电源,且在有电流的情况下看输出是否是线性的
5. 线性型霍尔传感器
需要电脑匹配的。
霍尔效应传感器通常用于汽车和工业系统,用于接近检测、线性位移检测和旋转编码器等应用。目前,现代应用对系统性能的高要求,需要IC 制造商推出高灵敏度精度、集成更多功能、扩展可用的传感方向并降低其功耗——这有助于将霍尔效应传感器的使用范围扩大到未来几十年。
6. 高灵敏度霍尔传感器
SS495A是一款线性输出的霍尔传感器,它的灵敏度值为 3.125±0.125mV/G。(G为高斯)
7. 集成霍尔传感器的特性测量
霍尔传感器中的霍尔元件可能产生的误差会对其进行补偿措施,霍尔传感器测量好坏的最简单的方法就是观察工作中的发光二极管是否发光变化,大家也可以对霍尔传感器的主要特性参数进行适当的选择进行测量。
另外,霍尔传感器目前的测量方式主要包括有位移测量、力测量、角速度测量、电压、电流信号的测量、线速度测量这四种方式来进行测量,这四种测量方式目前为止差异不是很大,只要正确使用即可。
8. 霍尔传感器 精度
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,霍尔器件的工作温度范围宽,可达-55℃~150℃。
霍尔元件的特性
1、霍尔系数(又称霍尔常数)RH
2、霍尔灵敏度KH(又称霍尔乘积灵敏度)
3、霍尔额定激励电流
4、霍尔最大允许激励电流
5、霍尔输入电阻
6、霍尔输出电阻
7、霍尔元件的电阻温度系数
8、霍尔不等位电势(又称霍尔偏移零点)
9、霍尔输出电压
10、霍尔电压输出比率
11、霍尔寄生直流电势
12、霍尔不等位电势
13、霍尔电势温度系数
14、热阻Rth
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
霍尔元件灵敏度
从原理看:
VH=KHIB
KH称为灵敏度。单位为mV/(mA.G)
实际的霍尔元件,通常分为开关型或线性型两种,开关型一般不标称灵敏度。线性型通常电流I由内部电路决定。因此,灵敏度的定义发生了变化。
VH=KHB。单位变为mV/G
一般在1~5mV/G,假设供电电流为10mA,也可转变为:
KH=0.1~0.5mV/(mA.G)
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9. 霍尔线性传感器工作原理及应用
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。