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霍尔传感器原理及应用介绍

霍尔传感器原理及应用介绍

发布:2020-07-06 08:11:11

霍尔传感器是一种磁传感器。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。霍尔传感器以霍尔效应为其工作基础,是由霍尔元件和它的附属电路组成的集成传感器。霍尔传感器在工业生产、交通运输和日常生活中有着非常广泛的应用。

霍尔传感器在直流无刷电机中监测转子磁场相对于定子绕阻的位置,并在确定的相对位置上发出信号控制功率放大元件,使定子绕阻中的电流进行切换。那么,霍尔传感器原理是什么呢?

霍尔传感器原理

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,该电动势称为霍尔电势,上述半导体薄片称为霍尔元件。

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,如图所示。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,该电动势称为霍尔电势,上述半导体薄片称为霍尔元件。

原理简述如下:激励电流 I 从 a 、 b 端流入,磁场 B 由正上方作用于薄片,这时电子 e 的运动方向与电流方向相反,将受到洛仑兹力 FL 的作用,向内侧偏移,该侧形成电子的堆积,从而在薄片的 c 、 d 方向产生电场 E 。电子积累得越多, FE 也越大,在半导体薄片 c 、 d 方向的端面之间建立的电动势 EH 就是霍尔电势。

霍尔传感器的应用

按被检测对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测受检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,这个磁场是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,转变成电学量来进行检测和控制。

霍尔传感器使用注意事项

(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)在大多数场合,霍尔传感器都具有很强的抗外磁场干扰能力,一般在距离模块5-10cm之间存在一个两倍于工作电流Ip的电流所产生的磁场干扰是可以忽略的,但当有更强的磁场干扰时,要采取适当的措施来解决。通常方法有:

① 调整模块方向,使外磁场对模块的影响最小;

② 在模块上加罩一个抗磁场的金属屏蔽罩;

③ 选用带双霍尔元件或多霍尔元件的模块电源维修;

(4)测量的最佳精度是在额定值下得到的,当被测电流远低于额定值时,要获得最佳精度,原边可使用多匝,即:IpNp=额定安匝数。另外,原边馈线温度不应超过80℃。

总结:以上就是小编为大家介绍的霍尔传感器原理及应用的内容了,希望可以有效的帮助到大家,更多资讯请关注居然之家设计家。