作者:方佩敏《新编传感器原理·应用·电路详解》
|
在传感器中,有一类是对磁敏感的,称为磁敏传感器(或称磁传感器),这一类传感器有干簧管(干簧管开关)、霍尔传感器、磁阻传感器、磁敏二极管和磁敏三极管等。
干簧管开关是有一对(或三个)封装在玻璃管中的电极(触头)组成的机械开关。在磁场中,电极受磁场作用,使触头接通或断开(组成常开或常闭继电器)主要用于接近开关。
利用磁场作为媒介可以检测很多物理量,例如:位移、振动、力、转速、加速度、流量、电流、电功率等。它不仅可实现非接触测量,并且不从磁场中获取能量。在很多情况下,可采用永久磁铁来产生磁场,不需要附加能源,因此,这一类传感器获得极为广泛的应用。
在磁敏传感器中,霍尔元件及霍尔传感器的生产量是最大的。它主要用于无刷直流电机(霍尔电机)中,这种电机用于磁带录音机、录像机、XY记录仪、打印机、电唱机及仪器中的通风风扇等。另外,霍尔元件及霍尔传感器还用于测转速、流量、流速及利用它制成高斯计、电流计、功率计等仪器。
[1].霍尔元件
(1).工作原理
霍尔元件是利用霍尔效应制成的磁敏元件。若在图1所示的金属或半导体薄片两端通以电流I,并在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场,那么,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电势UH(称为霍尔电动势或霍尔电压)。这种现象成为霍尔效应。
|
![霍尔效应原理图]() |
霍尔效应的产生是由于运动电荷受到磁场中洛伦兹力作用的结果。霍尔电势UH可用下式表示:
UH=RHIB/d (V)
式中 RH——霍尔常数(m3C-1)
I——控制电流(A)
B——磁感应强度(T)
d——霍尔元件的厚度(m)
令 KH=RH/d(VA-1Wb-1m2)
则得到
UH=KHIB
|
由上式可知,霍尔电势的大小正比于控制电流I和磁感应强度B。KH称为霍尔元件的灵敏度,它与元件材料的性质与几何尺寸有关。为求得较大的灵敏度,一般采用RH大的N型半导体材料做霍尔元件,并且用溅射薄膜工艺使d做得很小。
温度传感器的种类较多,我们介绍几种主要的温度传感器及应用电路。
(2).霍尔元件的主要参数
霍尔元件的主要参数为:
输入电阻(RIN)和输出电阻(Rout)
霍尔元件控制电流极间的电阻为RIN,霍尔电势极间的电阻为Rout。输入电阻与输出电阻一般为几欧姆到几百欧姆。通常输入电阻的阻值大于输出电阻,但相差不太多,使用时不能搞错。
额定控制电流Ic
额定控制电流Ic为使霍尔元件在空气中产生10℃温升的控制电流。Ic大小与霍尔芯片的尺寸有关,尺寸越小,Ic越小。一般为几mA—几十mA(尺寸大的可达数百mA)。
不等位电势(也称为非平衡电压或残留电压)Uo和不等位电阻Ro
霍尔元件在额定控制电流作用下,不加外磁场时,其霍尔电势电极间的电势为不等位电势。它主要与两个电极不在同一个等位面上及其材料电阻率不均等因素有关。可以用输出的电压表示,或用空载霍尔电压UH的百分数表示,一般Uo不大于10mV或±20%UH。
不等位电势与额定控制电流之比称为不等位电阻。Uo 及Ro越小越好。
灵敏度kH
灵敏度是在单位磁感应强度下,通以单位控制电流所产生的霍尔电势。
寄生直流电势UOD
在不加外磁场时,交流控制电流通过霍尔元件而在霍尔电势极间产生的直流电势为UOD。它主要是由电极与基片之间的非完全欧姆接触所产生的整流效应造成的。
霍尔电势温度系数α
α为温度每变化1℃霍尔电势傍晚的百分率。这一参数对测量仪器十分重要。若仪器要求精度高时,要选择α值小的元件,必要时还要家温度补偿电路。
电阻温度系数β
β为温度每变化1℃霍尔元件材料的电阻变化率(用百分比表示)。
|
(3).温度补偿及不等位电势补偿
温度补偿
霍尔元件是由半导体材料制成的,与其它半导体器件一样对温度的变化是很敏感的。因为半导体材料的电阻率、迁移率和载流子浓度随温度变化而变化。因此,造成霍尔电势及内阻也随温度变化。
在电路上可以采用恒流源供电方法来控制电流不变,另外可按图2的外接一电阻方法进行温度补偿。并联电阻R的计算公式为R=βRIN/α,其中α、β、RIN可从霍尔元件参数表中查出。 |
![霍尔元件的补偿电路]() |
不等位电势Uo的补偿
不等位电势Uo是一个主要的零位误差。可以把霍尔元件等效成一电桥,如图4所示。电桥的四个电阻分别为r1、r2、r3、r4。当两个霍尔电势电极在同一等位面上时,r1=r2=r3=r4,则电桥完全平衡,Uo=0。当两个电极不在同一等位面上时(如r3>r4),则有Uo输出。可以采用3所示的方法进行补偿,外接电阻R值应大于霍尔元件的内阻,调整W可式Uo=0。 |
摘要:
稀土永磁体的应用简况
任立娥祝景汉
永磁材料的出现和应用具有久远的历史。我国战国时代(公元前475年至公元前221年)人们利用矿石中的天然磁铁矿打磨成所需的形状用来指南。近百年来,随着科学技术的高速发展,永磁材料不断进步,新的永磁材料的出现推动了永磁器件的改进和发展。而高新技术的需求又促进了新型永磁材料的出现”。因此可以说,新型永磁材料的开发和应用是高新技术产业中...
摘要:
粘结永磁体及其应用
一、粘结永磁体的制造工艺
粘结永磁体是指用永磁粉末混入一定比例的粘结剂,按一定的工艺制成的一种磁体。按其最终的形态可分为柔性磁体和刚性磁体,按其生产工艺可分为4种:压延成型(又称辊轧成型)、注射成型、挤压成型和模压成型。
1.压延成型(Calendering) 压延成型是出现较早的一种粘结方法,其工艺过程大致为:将磁粉和粘结剂按大约7:3(体积比)的...
摘要:
钕铁硼永磁的发展现状与应用市场
唐苏亚(涟水无线电厂,江苏223400)
摘要:钕铁硼永磁由于磁性能优异,因而近年来在高新技术领域内得到广泛应用。文章综述了钕铁硼永磁的发展现状及其应用市场前景。
1 引言
1983年,日本住友金属公司首次发明了钕铁硼永磁,由于它具有高的剩磁,高的矫顽力以及高的磁能积,且具有良好的动态回复特性,因而迅速在世界范围内掀起一股开发研究热潮。特别是美...
摘要:
粘结磁体
一、 项 目 简 介
稀土金属钕目前中国的储量占世界80%,第三代永磁材料快淬钕铁硼被誉为"磁王"。于1984年研制开发成功,发达国家发展得很快。传统用粉末冶金烧结法制备的钕铁硼耐腐蚀性差,抗氧化性能低,产品收缩率大(15-20%),质硬难于机械加工,对于复杂开关薄壁器件无法生产。因此,粘结钕铁硼材料是发展的方向。
87年后,日本、美国相继推出粘结一...
摘要:
目前磁材行业基本概况
我国磁材工业经过 50 年的发展,已经形成完整的工业体系,现在处于快速发展阶段。 2005 年我国永磁铁氧体产量达到 35 万吨,软磁铁氧体产量 16 万吨,稀土磁体产量 2.85 万吨,分别占全球产量 51% 、 36% 和 70% ,我国已成为磁性材料生产大国和世界磁性材料产业中心。由于世界各类磁体配套市场向中国转移,中国同时成为磁性材料的最大生产基地和销...
摘要:
目前磁材行业基本概况
我国磁材工业经过 50 年的发展,已经形成完整的工业体系,现在处于快速发展阶段。 2005 年我国永磁铁氧体产量达到 35 万吨,软磁铁氧体产量 16 万吨,稀土磁体产量 2.85 万吨,分别占全球产量 51% 、 36% 和 70% ,我国已成为磁性材料生产大国和世界磁性材料产业中心。由于世界各类磁体配套市场向中国转移,中国同时成为磁性材料的最大生产基地和销...
摘要:
稀土永磁体在电机中的应用
全国稀土永磁电机协作网
稀土永磁材料是一种高性能功能材料,这种材料是许多高新技术产业的基础。在电机中用永磁体可使电机产品轻型化、高性能化,与电力电子技术结合,制成速度、转矩可调的机一体化产品。
稀土永磁电机是钕铁硼磁体最大的应用领域,约占磁体总量的70%...
摘要:
稀土永磁材料与应用
一、稀土永磁材料
稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土金属与过渡金属(如钴、铁等)组成的合金,用粉末冶金方法压型烧结,经磁场充磁后制得的一种磁性材料。
稀土永磁分钐钴(SmCo)永磁体和钕铁硼(NdFeB)系永磁体,其中SmCo磁体的磁能积在15~30M...
摘要:
如果真的喜欢过一个人.我觉得不用去愧疚什么.毕竟每个人都希望自己活的更好.到新的环境后会适应过来的.你们都会的
呵呵.时间久了就会过去的.做自己想做的事情 .他已经这么大了.应该自己会开通自己的.我们去说反而会是多余的
不过既然决定了.也就 不要太多牵挂.生活总会好起来的啊
好 吧! 不要多想了.明年的现在就什么都好起来了.生活快乐.一路顺风!
摘要:
女人不成熟的十个表现
1、举止轻佻
遇到有型男在场的社交派对,你从女士堆里面第一个走到他的面前交换名片,以示你的魅力无限,不过,你可能没在意自己走动时过于摇摆的腰部,谈话时为扮性感而过于甜腻的声音,妒忌你的女同事们会以风言风语的形式将此事迅速传播到公司的领导耳中,导致你的可靠指数迅速下降。
你已经很清楚脱颖而出引人注目的道理,毕竟,灰姑娘是没人理睬的,回头率和追光度的保持...
摘要:
自己如何进行职业规划?
[总经理 十七级]博大胸襟
277
2006年3月6日 10:44:52 我要回复
关键词:职业规划、生涯规划、人生规划...
摘要:
http://planing2008.bokee.com/index.html
http://blog.bokee.com/ --博客
http://www.haoo.cn/PostList.aspx?tag=%D6%B0%D2%B5%B9%E6%BB%AE
好哦!贴吧 > 职业规划吧 > 主题列表
<div id="contentDescri...
摘要:
1.你工作时看表吗? A.不断的看(1分)B.不忙的时候看(3分)C.不看(5分)
2.到了星期一早晨: A.你愿意回到单位去(5分)B.你渴望摔伤腿而住进医院(1分)C.开始觉得勉强,过一会就想回到单位去上班(3分)
3.一天快结束时,你感觉如何? A.疲惫不堪,全身不舒服(3分)B.为能维持生活而感到高兴(1分)
C.有时感到累,但通常很满足(5分)
4.对自己的工...
摘要:
http://hr.wtojob.com/hr149_1265.shtml 沟通能力测评
最佳的职业状态——开朗自信
“独之秀”职业案例:
小文04年毕业于某大学,专业是商务英语。毕业后一直在从事电话销售工作。刚毕业的时候,小文觉得自己很喜欢销售工作,所以就去做了电话销售。到现在已经工作一年多了,小文觉得这个...
摘要:
素质测评,你的痛苦来源是什么
做人有得必有失,同样有苦也会有乐,知道你痛苦的来源才能更加开心地生活!你和恋人经过电器商店,橱窗里全都是电视机,你觉得第一眼看到的画面会是什么?
A:欣赏夕阳下山的男人的背景
B:沙漠风光
C:两只正在嬉戏的波斯猫
D:奔驰在荒野上的斑马
答案分析:
A:面对逆境
你可能正经历人生的低潮,事事不顺意。徘徊在人生的十字路口前,你...
摘要:
你的魅力表现在哪里
谁有魅力,谁没有魅力?事实上,每个女孩都有自己独特的魅力所在,所以每个女孩都会有欣赏的人为之倾心。那么你的魅力表现在哪里呢?不妨来测试一下!
(1)你想居住的家是什么样的?
A.窗户和门都很小,钢筋混凝土式的3层建筑
B.窗户和门都很大,可爱的平房式的建筑
(2) 如果去海滨浴场的话:
A.先减肥
B.买新的游泳衣
(3)在看推理电视剧时,...
摘要:
很久没去钓鱼了,这天终于有了空闲,你会选择什么地点垂钓呢?
A、山谷的小溪
B、海岸边
C、人工养鱼池
D、乘船出海去
答案:
选择A的人:你的成功潜质在于你有高远的目光和详细的工作安排,能合理安排好一个月后的行程。可惜的是你做事比较保守,缺乏冲动,不能专一地投入。建议你胆子再大一点,或者找一个可以督促你前进的工作伙伴,共同进步。
选择...
摘要:
职场5个魅力助你成功
现今是一个越来越“以貌取人”的年代。据说,只需30秒,你的客户或你的面试官就会在他们心目中给你下一个“最终判决”:能不能争取到某张订单,能不能被心仪的公司录取,能不能被大老板青眼提拔……也许就决定于你的一个手势,一句措词,或是一个微笑。
从某种程度上来说,很多人之所以成功,是因为他们...
摘要:
对应届生或者毕业不久的学生的一些建议_一个外贸老板的心声
我自己的外贸公司,从来不招应届毕业生,或者低于两年工作经验的员工,原因下面会一一阐述.先声明一下.自己也经历过应届生阶段,所以比较懂得其中的辛酸而不易,找一个称心的工作的对一个应届生来说,确实难度挺大的.但我也发觉这个里面固然有客观因素,但更多与毕业生本身有关,
1.客观的:没有社会经验,这个一般对一个不大的企业来说是比较致命...