Transcript 项目八：霍尔测量电路

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项目八：霍尔转速仪测量电路的设计制作
目标要求
1、掌握霍尔传感器的特点和用途；
2、学会霍尔传感器测量电路的设计；
3、掌握选用这类传感器的方法和要点；
4、进一步提高锡焊技能；
5、进一步提高检测电路调试能力；
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1、霍尔传感器的工作原理
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1）概述：
霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，
得到广泛的应用。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。霍尔器件以
霍尔效应为其工作基础。
2）特点：
霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢
固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，
功耗小，频率高，耐震动，不怕灰尘、油污、
水汽及盐雾等的污染或腐蚀。
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3）霍尔元件
金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流
流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生
电动势，这种物理现象称为霍尔效应。
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I
B
A
D
z
Cd
y
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l
B
b
UH
x
A、B-霍尔电极
C、D-控制电极
设图中的材料是Ｎ型半导体，导电的载流
子是电子。在ｚ轴方向的磁场作用下，电子将
受到一个沿ｙ轴负方向力的作用，这个力就是
洛仑兹力。它的大小为：
FL=qvB
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通过以上分析可知：
1）霍尔电压UH与材料的性质有关，霍尔
元件一般采用N型半导体材料。
2）霍尔电压UH与元件的尺寸有关。
d 愈小，KH 愈大，霍尔灵敏度愈高，所
以霍尔元件的厚度都比较薄，但d太小，
会使元件的输入、输出电阻增加。
霍尔电压UH与控制电流及磁场强度有关。
控制电流恒定时愈大愈大。当磁场改变
方向时，也改变方向。
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2、霍尔元件
霍尔电压UH正比于控制电流和磁感应强度。
在实际应用中，总是希望获得较大的霍尔电压。
通过霍尔元件的最大允许控制电流为
I cm  b 2 AdT / 
霍尔元件在最大允许温升下的最大开路
霍尔电压：
1
2
U Hm   bB 2 AT / d
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霍尔元件的组成：由霍尔片、四根引线和壳
体组成，如下图示。
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3、霍尔传感器的应用
1）测位移
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2）测转角
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3）测转角或转速
叶片和齿轮位置传感器
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案例：汽车速度测量:
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4、测量原理
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5、测量转速电路的设计
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6、元件简介
1）KMI15
+
-
2）LM393
-VCC
1
2
3
4
8
7
6
5
+VCC
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小结：
本次训练主要讲解了霍尔传感
器的结构原理，介绍了霍尔传感器
的选择应用，进行测速电路的设计
与制作，进行速度的测量，同学们
课后要重视查找相关资料，注重知
识的积累。
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思考题
1. 什么是霍尔效应？
2. 为什么导体材料和绝缘体材料均不
宜做成霍尔元件？
3. 为什么霍尔元件一般采用N型半导体
材料？
4. 霍尔灵敏度与霍尔元件厚度之间有
什么关系？
5. 什么是霍尔元件的温度特性？如何
进行补偿？
6. 集成霍尔传感器有什么特点？
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