霍爾傳感器介紹及工作原理說明

霍爾傳感器是依據(jù)霍爾效應制造的一種磁場傳感器?；魻栃谴烹娦囊环N，這一現(xiàn)象是霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研討金屬的導電機構時發(fā)現(xiàn)的。后來發(fā)現(xiàn)半導體、導電流體等也有這種效應，而半導體的霍爾效應比金屬強得多，應用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件，普遍地應用于工業(yè)自動化技術、檢測技術及信息處置等方面。霍爾效應是研討半導體資料性能的根本辦法。經(jīng)過霍爾效應實驗測定的霍爾系數(shù)，可以判別半導體資料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。

工作原理

由霍爾效應的原理知，霍爾電勢的大小取決于：Rh為霍爾常數(shù)，它與半導體材質有關；I為霍爾元件的偏置電流；B為磁場強度；d為半導體資料的厚度。

關于一個給定的霍爾器件，當偏置電流I固定時，UH將完整取決于被測的磁場強度B。

一個霍爾元件普通有四個引出端子，其中兩根是霍爾元件的偏置電流I的輸入端，另兩根是霍爾電壓的輸出端。假如兩輸出端構成外回路，就會產(chǎn)生霍爾電流。普通地說，偏置電流的設定通常由外部的基準電壓源給出；若精度請求高，則基準電壓源均用恒流源取代。為了到達高的靈活度，有的霍爾元件的傳感面上裝有高導磁系數(shù)的鍍膜合金；這類傳感器的霍爾電勢較大，但在0.05T左右呈現(xiàn)飽和，僅適用在低量限、小量程下運用。

在半導體薄片兩端通以控制電流I，并在薄片的垂直方向施加磁感應強度為B的勻強磁場，則在垂直于電流和磁場的方向上，將產(chǎn)生電勢差為UH的霍爾電壓。

磁場中有一個霍爾半導體片，恒定電流I從A到B經(jīng)過該片。在洛侖茲力的作用下，I的電子流在經(jīng)過霍爾半導體時向一側偏移，使該片在CD方向上產(chǎn)生電位差，這就是所謂的霍爾電壓。

霍爾電壓隨磁場強度的變化而變化，磁場越強，電壓越高，磁場越弱，電壓越低，霍爾電壓值很小，通常只要幾個毫伏，但經(jīng)集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號。若使霍爾集成電路起傳感作用，需求用機械的辦法來改動磁感應強度。下圖所示的辦法是用一個轉動的葉輪作為控制磁通量的開關，當葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時，磁場偏離集成片，霍爾電壓消逝。這樣，霍爾集成電路的輸出電壓的變化，就能表示出葉輪驅動軸的某一位置，應用這一工作原理，可將霍爾集成電路片用作用點火正時傳感器?；魻栃獋鞲衅鲗儆诒粍有蛡鞲衅?，它要有外加電源才干工作，這一特性使它能檢測轉速低的運轉狀況。