可编程线性霍尔传感器(霍尔传感器线性度)

海潮机械 2023-01-05 13:54 编辑:admin 241阅读

1. 霍尔传感器线性度

霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。

(一)开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器,斯密特触发器和输出级组成,它输出数字量。开关型霍尔传感器还有一种特殊的形式,称为锁键型霍尔传感器。

(二)线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成,它输出模拟量。线性霍尔传感器又可分为开环式和闭环式。闭环式霍尔传感器又称零磁通霍尔传感器。线性霍尔传感器主要用于交直流电流和电压测量。.

2. 霍尔传感器的灵敏度

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。今天我们主要来探讨一下在使用霍尔传感器时应该注意哪些事项。

1、为了得到较好的动态特性和灵敏度,必须注意原边线圈和副边线圈的耦合,要耦合得好,最好用单根导线且导线完全填满霍尔传感器模块孔径。

2、使用中当大的直流电流流过传感器原边线圈,且次级电路没有接通电源|稳压器或副边开路,则其磁路被磁化,而产生剩磁,影响测量精度(故使用 时要先接通电源和测量端M),发生这种情况时,要先进行退磁处理。其方法是次边电路不加电源,而在原边线圈中通一同样等级大小的交流电流并逐渐减小其值。

3、霍尔传感器都具有较强的抗外磁场干扰能力,但是,为了获得较高的测量准确度,当有较强的磁场干扰时,要采取适当的措施来解决。

3. 霍尔传感器的灵敏度与霍尔系数

表示在单位磁感应强度和单位控制电流时的霍尔电势的大小。

UH=RH*IC*B/d(1),式中RH称为霍尔系数,它的单位是米的三次方每库仑。

霍尔元件应用的基本原理是霍尔效应。霍尔效应是一种磁敏效应,一般在半导体薄片的长度X方向上施加磁感应强度为B的磁场,则在宽度Y方向上会产生电动势UH,这种现象即称为霍尔效应。UH称为霍尔电势,其大小可表示为:

UH=RH*IC*B/d(1)

式中,RH称为霍尔系数,它的单位是米的三次方每库仑,由半导体材料的性质决定;d为半导体材料的厚度,IC 为电流,B为磁场强度

设RH/d=K,则式(1)可写为:

UH=K*IC*B (2)

可见,霍尔电压与控制电流及磁感应强度的乘积成正比,K称为乘积灵敏度。K值越大,灵敏度就越高;元件厚度越小,输出电压也越大。

在式(2)中,若控制电流IC,为常数,磁感应强度B与被测电流成反比,就可以做成霍尔电流传感器;另外,若仍固定IC为常数,B与被测电压成正比,又可制成霍尔电压传感器。

霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔(A.H.Hall,1855-1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。

当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象便是霍尔效应。这个电势差也被叫做霍尔电势差。

4. 霍尔线性传感器工作原理及应用

因为是利用磁感原理,所以霍尔传感器有如下的优点:

(1)可用于探测多种物理量,例如位置感应,速度以及运动方向的感应。

(2)因为是固态设备,而且没有活动部件,所以不会出现摩擦及磨损,理论上有无限寿命。

(3)稳固,高重复性,几乎免维护。

(4)不受振动,灰尘和水的影响。

(5)可应用于高速测量,例如大于100KHz,而电容和电感式传感器在如此高速应用时,输出信号就会变得扭曲。

(6)低成本。

(7)体积小,可用于表面贴装。

当然,也正因为如此,它也有一些缺点:

(1)线性霍尔传感器,测量距离受限。

(2)因为利用磁性,所以外部磁场可能会影响测量值。

(3)因为高温会影响导体电阻,反过来,会影响载流子的迁移率和霍尔传感器的灵敏度。

5. 霍尔传感器线性度实验报告

开关型灵敏度指的是他的磁开启/关闭窗口,即要多大的磁场才能使霍尔导通,这个值越小灵敏度越高

线性的灵敏度是指磁场每变化一个单位其输出电压变化的值,这个值越大灵敏度越高

具体到器件决定灵敏度的是IC内部的放大器

6. 线性霍尔传感器的输出量是什么

霍尔传感器一般有三根引线,其中两根是供电电源线,另一根是信号输出线,霍尔传感器一般采用五伏直流电供电,霍尔信号线输出的电压范围在0到5伏之间,偶尔信号线输出的强弱取决于磁场信号的强弱,磁场信号越强霍尔线幸好输出线输出的信号电压就越高。

7. 霍尔电流传感器的精度和线性度

除了安装接线、即时标定校准、注意霍尔电流传感器的工作环境外,通过下述方法还可以提高测量精度:

1、原边导线应放置于传感器内孔中心,尽可能不要放偏;

2、原边导线尽可能完全放满传感器内孔,不要留有空隙;

3、需要测量的电流应接近于传感器的标准额定值IPN,不要相差太大。

4、当欲测量的电流值为IPN/10的时,在25℃仍然可以有较高的精度。

8. 霍尔传感器灵敏度和非线性误差

霍尔系数Rh=U*d/IB, U为霍尔电压,单位mV,d为霍尔元件厚度,单位为μm,I为工作电流,单位为mA,B为磁场强度,单位为T 载流子浓度n=1/|Rh| 迁移率=Kh*(L/l)*(I/U ) L为霍尔元件长度,U为工作电压,I为工作电流。 Kh为霍尔元件灵敏度,Kh=U/IB, U为霍尔电压,I为工作电流,B为磁场强度

9. 霍尔传感器线性范围

霍尔位置传感器是一种检测物体位置的磁场传感器。用它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。霍尔位置传感器以霍尔效应原理为其工作基础。霍尔位置传感器采用霍尔元件、霍尔开关电路、霍尔线性电路以及各种补偿和保护电路和磁路组件组合成霍尔位置传感器。  霍尔位置传感器包括:霍尔位置基准传感器、霍尔零位传感器、霍尔行程传感器、霍尔齿轮传感器、霍尔接近开关等等。