第七章 速度 加速度.ppt

第七章机械量的测量
主要学习霍尔传感器的工作原理、霍尔集成电路的特性及其在检测技术中的应用,还涉及磁场测量技术。
霍尔元件是一种四端元件
三、霍尔传感器
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一、霍尔元件的结构及工作原理
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,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。
磁感应强度B为零时的情况
c
d
a
b
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磁感应强度B 较大时的情况
作用在半导体薄片上的磁场强度B越强,霍尔电势也就越高。霍尔电势EH可用下式表示:
EH=KH IB
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霍尔效应演示
当磁场垂直于薄片时,电子受到洛仑兹力的作用,向内侧偏移,在半导体薄片c、d方向的端面之间建立起霍尔电势。
c
d
a
b
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磁场不垂直于霍尔元件时的霍尔电动势
若磁感应强度B不垂直于霍尔元件,而是与其法线成某一角度时,实际上作用于霍尔元件上的有效磁感应强度是其法线方向(与薄片垂直的方向)的分量,即Bcos,这时的霍尔电势为
EH=KHIBcos
结论:霍尔电势与输入电流I、磁感应强度B成正比,且当B的方向改变时,霍尔电势的方向也随之改变。如果所施加的磁场为交变磁场,则霍尔电势为同频率的交变电势。
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二、霍耳元件结构及测量电路
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三、霍尔元件的主要外特性参数
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三、霍尔元件的主要外特性参数
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最大磁感应强度BM
上图所示霍尔元件的线性范围是负的多少高斯至正的多少高斯?
线性区
三、霍尔元件的主要外特性参数
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霍尔元件的主要外特性参数(续)
不等位电势:
当B=0,元件通以IH时,UH应该为零。但是实际不为零,这个电势称不等位电势。
产生原因:两霍耳电极不再一等位面上、材料的不均匀、工艺不良等。
不等位电势补偿方法 P137
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