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霍尔元件工作原理



霍尔元件是根据霍尔效应进行磁电转换的磁敏元件,其典型的工作原理图如图所示。霍尔元件是一个N型半导体薄片,若在其相对两侧通以控制电流I,而在薄片垂直方向加以磁场氏 则在半导体另外两侧便会产生一个大小与电流,和磁场B的乘积成工比的电压。这个现象就是霍尔效应,所产生的电压叫霍尔电压UR.
式中:UH---霍尔电压;
    RH---霍尔系数;
    d---霍尔元件的厚度;
    I---通过霍尔元件的电流;
    B---加在霍尔元件上的磁场磁力线密度;
---元件形状函数,其中L为元件的长度,W为元件的宽度。
  从上面的公式可以看出,霍尔电压正比于电流强度和磁场强度,且与霍尔元件的形状有关。在电流强度恒定以及霍尔元件形状确定的条件下,霍尔电压正比于磁场强度。当所加磁场方向改变时,霍尔电压的符号也随之改变因此,霍尔元件可以用来测量磁场的大小及方向。

霍尔元件常采用锗、硅、砷化镓、砷化铟及锑化钢等半导体制作。用锑化铟半导体制成的霍尔元件灵敏度最高,但受温度的影响较大。用锗半导体制成的霍尔元件,虽然灵敏度较低,但它的温度特性及线性度较好。目前使用锑化铟霍尔元件的场合较多。

各种应用有各种作用,也有不同的原理
霍尔元件一种磁传感器。用它们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。
霍尔元件按功能分可分来线性霍尔元件和开关霍尔元件。前者输出模拟量,后来输出数字量。线性霍尔元件的精度高、线性度好,温度范围宽;开关霍尔元件无触点、无磨损、输出小形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高、温度范围宽。

线性霍尔元件的应用:
1、数学运算器方面的应用:乘法、除法、倒数电路、开方电路
2、电流测量的应用:直流电流与交流电流的测量
3、电压测量的应用:直流电压和交流电压的测量
4、功率测量的应用:直流功率的交流功率的测量
5、功率因数测量的应用
6、磁场的测量:直流磁场和交流磁场的测量
7、线圈匝数的测量:霍尔检零式线圈匝数的测量和霍尔直接检式线圈匝数的测量
8、异步电动机参数中的应用
9、磁性材料矫顽力的测量:测量磁性矫顽力和测量机械零件硬度


开关霍尔元件的应用
1、速度和里程的测量
2、绕线机可逆圈数测量中的应用
3、流速测量

关键字:霍尔元件工作原理  本文链接:http://www.cntronics.com/public/art/artinfo/id/80018621

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