摘要:我們常常聽(tīng)說(shuō)霍爾傳感器,那么究竟哪些是霍爾傳感器捏?霍爾電流傳感器,霍爾電壓傳感器等等。今天小編就來(lái)為大家稍稍的介紹下。
先我們來(lái)講解下霍爾傳感器的定義:
霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的種磁場(chǎng)傳感器。
霍爾效應(yīng)是什么?
霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的種,這現(xiàn)象是霍爾(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。后來(lái)發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng),而半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬?gòu)?qiáng)得多,利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件,廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面?;魻栃?yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過(guò)霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的霍爾系數(shù),能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類(lèi)型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)?;魻栃?yīng)是磁電效應(yīng)的種,通過(guò)霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的霍爾系數(shù),能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類(lèi)型、載流子溶度及載流子遷移率等重要參數(shù)。廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面?;魻栃?yīng)從本質(zhì)上講是運(yùn)動(dòng)的帶電粒子在磁場(chǎng)中受洛侖茲力作用引起的偏轉(zhuǎn)。當(dāng)帶電粒子(電子或空穴)被約束在固體材料中,這種偏轉(zhuǎn)就導(dǎo)致在垂直電流和磁場(chǎng)的方向上產(chǎn)生正負(fù)電荷的聚積,從而形成附加的橫向電場(chǎng)。對(duì)于圖所示的半導(dǎo)體試樣,若在X方向通以電流Is,在Z方向加磁場(chǎng)B,則在Y方向即試樣A,A′電極兩側(cè)就開(kāi)始聚積異號(hào)電荷而產(chǎn)生相應(yīng)的附加電場(chǎng)。電場(chǎng)的指向取決定于試樣的電類(lèi)型。顯然,該電場(chǎng)是阻止載流子繼續(xù)向側(cè)面偏移。
當(dāng)載流子所受的橫向電場(chǎng)力eEH與洛侖茲力相等時(shí),樣品兩側(cè)電荷的積累就達(dá)到平衡,故有
⑴ 其中EH為霍爾電場(chǎng),V是載流子在電流方向上的平均漂移速度。設(shè)試樣的寬為b,厚度為d,載流子濃度為n,則
⑵ 由⑴、⑵兩式可得
?、?即霍爾電壓VH(A、A′電極之間的電壓)與ISB乘積正比與試樣厚度d成反比。比例系數(shù) 稱(chēng)為霍爾系數(shù),它是反映材料霍爾效應(yīng)強(qiáng)弱的重要參數(shù),只要測(cè)出 VH(伏)以及知道IIs(安)、B(高斯)和d(厘 米)可按下式計(jì)算RH(厘米3/庫(kù)侖)
霍爾傳感器應(yīng)用:
霍爾傳感器技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè);霍爾傳感器應(yīng)用于出租車(chē)計(jì)價(jià)器
霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器主要適用于工業(yè)控制領(lǐng)域的電壓和電流測(cè)量。由于傳感器般不提供角差指標(biāo),對(duì)于需要準(zhǔn)確測(cè)量交流電功率的場(chǎng)合,應(yīng)對(duì)其角差指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證,這點(diǎn)需特別注意。工頻電量測(cè)量可用互感器替代,變頻電量測(cè)量可用電壓、電流組合式的變頻功率傳感器替代。
(1)電流傳感器必須根據(jù)被測(cè)電流的額定有效值適當(dāng)選用不同的規(guī)格的產(chǎn)品。被測(cè)電流長(zhǎng)時(shí)間超額,會(huì)損壞末極功放管(指磁補(bǔ)償式),般情況下,2倍的過(guò)載電流持續(xù)時(shí)間不得超過(guò)1分鐘。
(2)電壓傳感器必須按產(chǎn)品說(shuō)明在原邊串入個(gè)限流電阻R1,以使原邊得到額定電流,在般情況下,2倍的過(guò)壓持續(xù)時(shí)間不得超過(guò)1分鐘。
(3)電流電壓傳感器的*精度是在原邊額定值條件下得到的,所以當(dāng)被測(cè)電流高于電流傳感器的額定值時(shí),應(yīng)選用相應(yīng)大的傳感器;當(dāng)被測(cè)電壓高于電壓傳感器的額定值時(shí),應(yīng)重新調(diào)整限流電阻。當(dāng)被測(cè)電流低于額定值1/2以下時(shí),為了得到*精度,可以使用多繞圈數(shù)的辦法。
(4)絕緣耐壓為3KV的傳感器可以長(zhǎng)期正常工作在1KV及以下交流系統(tǒng)和1.5KV及以下直流系統(tǒng)中,6KV的傳感器可以長(zhǎng)期正常工作在2KV及以下交流系統(tǒng)和2.5KV及以下直流系統(tǒng)中,注意不要超壓使用。
(5)在要求得到良好的動(dòng)態(tài)特性中裝置上使用時(shí),用單根銅鋁母排并與孔徑吻合,以大代小或多繞圈數(shù),均會(huì)影響動(dòng)態(tài)特性。
(6)在大電流直流系統(tǒng)中使用時(shí),因某種原因造成工作電源開(kāi)路或故障,則鐵心產(chǎn)生較大剩磁,是值得注意的。剩磁影響精度。退磁的方法是不加工作電源,在原邊通交流并逐漸減小其值。
(7)傳感器抗外磁場(chǎng)能力為:距離傳感器5~10cm個(gè)超過(guò)傳感器原邊電流值2倍的電流,所產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾可以抵抗。三相大電流布線(xiàn)時(shí),相間距離應(yīng)大于5~10cm。
(8)為了使傳感器工作在*測(cè)量狀態(tài),應(yīng)使用圖1-10介紹的簡(jiǎn)易典型穩(wěn)壓電源。
(9)傳感器的磁飽和點(diǎn)和電路飽和點(diǎn),使其有很強(qiáng)的過(guò)載能力,但過(guò)載能力是有時(shí)間限制的,試驗(yàn)過(guò)載能力時(shí),2倍以上的過(guò)載電流不得超過(guò)1分鐘。
(10)原邊電流母線(xiàn)溫度不得超過(guò)85℃,這是ABS工程塑料的特性決定的,用戶(hù)有特殊要求,可選高溫塑料做外殼。
1、為了得到較好的動(dòng)態(tài)特性和靈敏度,必須注意原邊線(xiàn)圈和副邊線(xiàn)圈的耦合,要耦合得好,用單根導(dǎo)線(xiàn)且導(dǎo)線(xiàn)*填滿(mǎn)霍爾傳感器模塊孔徑。
2、使用中當(dāng)大的電流電流流過(guò)傳感器原邊線(xiàn)圈,且次電流沒(méi)有接通電源|穩(wěn)壓器或副邊開(kāi)路,則其磁路被磁化,而產(chǎn)生剩磁,影響測(cè)量精度(故使用時(shí)要先接通電源和測(cè)量端M),發(fā)生這種情況時(shí),要先進(jìn)行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源,而在原邊線(xiàn)圈中通同樣等級(jí)大小的交流電流并逐漸減小其值。
3、霍爾傳感器都具有較強(qiáng)的抗外磁場(chǎng)干擾能力,但是,為了獲得較高的測(cè)量準(zhǔn)確度,當(dāng)有較強(qiáng)的磁場(chǎng)干擾時(shí),要采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)解決?!?/p>