發布日期:2022-10-09 點擊率:66
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霍爾傳感器
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霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器。霍爾效應是磁電效應的一種,這一現象是霍爾(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金屬的導電機構時發現的。后來發現半導體、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,利用這現象制成的各種霍爾元件,廣泛地應用于工業自動化技術、檢測技術及信息處理等方面。霍爾效應是研究半導體材料性能的基本方法。通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數,能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數。
中文名
霍爾傳感器
外文名
Hall sensor
分 類
線型霍爾傳感器
工作原理
霍爾效應
用 途
力測量
子 類
霍爾電流傳感器
目錄
1
原理
2
工作原理
3
霍爾效應
4
元件
5
分類
?
開關型
?
鎖鍵型
?
線性型
6
優點
7
用途
?
位移測量
?
力測量
?
角速度測量
?
線速度測量
8
注意事項
9
應用
霍爾傳感器原理
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語音
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,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為半導體材料的厚度。對于一個給定的霍爾器件,當偏置電流 I 固定時,UH將完全取決于被測的磁場強度B。
霍爾效應
一個霍爾元件一般有四個引出端子,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。如果兩輸出端構成外回路,就會產生霍爾電流。一般地說,偏置電流的設定通常由外部的基準電壓源給出;若精度要求高,則基準電壓源均用恒流源取代。為了達到高的靈敏度,有的霍爾元件的傳感面上裝有高導磁系數的鍍膜合金;這類傳感器的霍爾電勢較大,但在0.05T左右出現飽和,僅適用在低量限、小量程下使用。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,將產生電勢差為UH的霍爾電壓。
霍爾傳感器工作原理
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語音
磁場中有一個霍爾半導體片,恒定電流I從A到B通過該片。在洛侖茲力的作用下,I的電子流在通過霍爾半導體時向一側偏移,使該片在CD方向上產生電位差,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,通常只有幾個毫伏,但經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,需要用機械的方法來改變磁感應強度。下圖1所示的方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,霍爾電壓消失。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,利用這一工作原理,可將霍爾集成電路片用作用點火正時傳感器。霍爾效應傳感器屬于被動型傳感器,它要有外加電源才能工作,這一特點使它能檢測轉速低的運轉情況。霍爾效應傳感器
圖1
1-霍爾半導體元件 2-永久磁鐵 3-擋隔磁力線的葉片
霍爾傳感器霍爾效應
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語音
霍爾效應從本質上講是運動的帶電粒子在磁場中受洛侖茲力作用引起的偏轉。當帶電粒子(電子或空穴)被約束在固體材料中,這種偏轉就導致在垂直電流和磁場的方向上產生正負電荷的聚積,從而形成附加的橫向電場。對于圖2所示的半導體試樣,若在X方向通以電流Is,在Z方向加磁場B,則在Y方向即試樣A,A′電極兩側就開始聚積異號電荷而產生相應的附加電場。電場的指向取決定于測試樣品的電類型。顯然,該電場是阻止載流子繼續向側面偏移,
[1]
圖2
當載流子所受的橫向電場力eEH與洛侖茲力相等時,樣品兩側電荷的積累就達到平衡,故有⑴其中EH為霍爾電場,V是載流子在電流方向上的平均漂移速度。設試樣的寬為b,厚度為d,載流子濃度為n,則⑵由⑴、⑵兩式可得⑶即霍爾電壓VH(A、A′電極之間的電壓)與ISB乘積正比與試樣厚度d成反比。比例系數 稱為霍爾系數,它是反映材料霍爾效應強弱的重要參數,只要測出 VH(伏)以及知道IIs(安)、B(高斯)和d(厘 米)可按下式計算RH(厘米3/庫侖)
霍爾傳感器元件
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語音
霍爾傳感器
根據霍爾效應,人們用半導體材料制成的元件叫霍爾元件。它具有對磁場敏感、結構簡單、體積小、頻率響應寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優點,因此,在測量、自動化、計算機和信息技術等領域得到廣泛的應用。
霍爾傳感器分類
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霍爾傳感器分為線型霍爾傳感器和開關型霍爾傳感器兩種。(一)開關型霍爾傳感器由穩壓器、霍爾元件、差分放大器,斯密特觸發器和輸出級組成,它輸出數字量。開關型霍爾傳感器還有一種特殊的形式,稱為鎖鍵型霍爾傳感器。(二)線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成,它輸出模擬量。線性霍爾傳感器又可分為開環式和閉環式。閉環式霍爾傳感器又稱零磁通霍爾傳感器。線性霍爾傳感器主要用于交直流電流和電壓測量。
霍爾傳感器開關型
如圖4所示,其中Bnp為工作點“開”的磁感應強度,BRP為釋放點“關”的磁感應強度。當外加的磁感應強度超過動作點Bnp時,傳感器輸出低電平,當磁感應強度降到動作點Bnp以下時,傳感器輸出電平不變,一直要降到釋放點BRP時,傳感器才由低電平躍變為高電平。Bnp與BRP之間的滯后使開關動作更為可靠。
霍爾傳感器鎖鍵型
如圖5所示,當磁感應強度超過動作點Bnp時,傳感器輸出由高電平躍變為低電平,而在外磁場撤消后,其輸出狀態保持不變(即鎖存狀態),必須施加反向磁感應強度達到BRP時,才能使電平產生變化。
霍爾傳感器線性型
輸出電壓與外加磁場強度呈線性關系,如圖3所示,可見,在B1~B2的磁感應強度范圍內有較好的線性度,磁感應強度超出此范圍時則呈現飽和狀態。
開環式電流傳感器由于通電螺線管內部存在磁場,其大小與導線中的電流成正比,故可以利用霍爾傳感器測量出磁場,從而確定導線中電流的大小。利用這一原理可以設計制成霍爾電流傳感器。其優點是不與被測電路發生電接觸,不影響被測電路,不消耗被測電源的功率,特別適合于大電流傳感。霍爾電流傳感器工作原理如圖6所示,標準圓環鐵芯有一個缺口,將霍爾傳感器插入缺口中,圓環上繞有線圈,當電流通過線圈時產生磁場,則霍爾傳感器有信號輸出。閉環式電流傳感器磁平衡式電流傳感器也叫霍爾閉環電流傳感器,也稱補償式傳感器,即主回路被測電流Ip在聚磁環處所產生的磁場通過一個次級線圈,電流所產生的磁場進行補償, 從而使霍爾器件處于檢測零磁通的工作狀態。
磁平衡式電流傳感器的具體工作過程為:當主回路有一電流通過時,在導線上產生的磁場被聚磁環聚集并感應到霍爾器件上, 所產生的信號輸出用于驅動相應的功率管并使其導通,從而獲得一個補償電流Is。 這一電流再通過多匝繞組產生磁場 ,該磁場與被測電流產生的磁場正好相反,因而補償了原來的磁場, 使霍爾器件的輸出逐漸減小。當與Ip與匝數相乘 所產生的磁場相等時,Is不再增加,這時的霍爾器件起指示零磁通的作用 ,此時可以通過Is來平衡。被測電流的任何變化都會破壞這一平衡。 一旦磁場失去平衡,霍爾器件就有信號輸出。經功率放大后,立即就有相應的電流流過次級繞組以對失衡的磁場進行補償。從磁場失衡到再次平衡,所需的時間理論上不到1μs,這是一個動態平衡的過程。
霍爾傳感器優點
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xrdt霍爾傳感器
1、 霍爾傳感器可以測量任意波形的電流和電壓,如:直流、交流、脈沖波形等,甚至對瞬態峰值的測量。副邊電流忠實地反應原邊電流的波形。而普通互感器則是無法與其比擬的,它一般只適用于測量50Hz正弦波;2、 原邊電路與副邊電路之間有良好的電氣隔離,隔離電壓可達9600Vrms;3、精度高:在工作溫度區內精度優于1%,該精度適合于任何波形的測量;4、線性度好:優于0.1%;5、寬帶寬:高帶寬的電流傳感器上升時間可小于1μs;但是,電壓傳感器帶寬較窄,一般在15kHz以內,6400Vrms的高壓電壓傳感器上升時間約500uS,帶寬約700Hz。6、測量范圍:霍爾傳感器為系列產品,電流測量可達50KA,電壓測量可達6400V。霍爾電流傳感器使用時,需遵循以下注意事項:1、為了得到較好的動態特性和靈敏度,必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合,要耦合得好,最好用單根導線且導線完全填滿霍爾傳感器模塊孔徑。2、使用中當大的直流電流流過傳感器原邊線圈,且次級電路沒有接通電源|穩壓器或副邊開路,則其磁路被磁化,而產生剩磁,影響測量精度(故使用時要先接通電源和測量端M),發生這種情況時,要先進行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源,而在原邊線圈中通一同樣等級大小的交流電流并逐漸減小其值。3、霍爾傳感器都具有較強的抗外磁場干擾能力,但是,為了獲得較高的測量準確度,當有較強的磁場干擾時,要采取適當的措施來解決。通常方法有:調整模塊方向,使外磁場對模塊的影響最小;在模塊上加罩一個抗磁場的金屬屏蔽罩。4、測量的最佳精度是在額定值下得到的,當被測電流遠低于額定值時,要獲得最佳精度,原邊可使用多匝,但是,需要注意導線的空間位置(參照第一條)。
霍爾傳感器用途
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霍爾器件具有許多優點,它們的結構牢固,體積小,重量輕,壽命長,安裝方便,功耗小,頻率高(可達1MHZ),耐震動,不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。霍爾線性器件的精度高、線性度好;霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高(可達μm級)。取用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬,可達-55℃~150℃。按被檢測的對象的性質可將它們的應用分為:直接應用和間接應用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性,后者是檢測受檢對象上人為設置的磁場,用這個磁場來作被檢測的信息的載體,通過它,將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉數、轉速以及工作狀態發生變化的時間等,轉變成電量來進行檢測和控制。
霍爾傳感器位移測量
兩塊永久磁鐵同極性相對放置,將線性型霍爾傳感器置于中間,其磁感應強度為零,這個點可作為位移的零點,當霍爾傳感器在Z軸上作△Z位移時,傳感器有一個電壓輸出,電壓大小與位移大小成正比。
霍爾傳感器力測量
如果把拉力、壓力等參數變成位移,便可測出拉力及壓力的大小,按這一原理可制成的力傳感器。
霍爾傳感器角速度測量
在非磁性材料的圓盤邊上粘一塊磁鋼,霍爾傳感器放在靠近圓盤邊緣處,圓盤旋轉一周,霍爾傳感器就輸出一個脈沖,從而可測出轉數(計數器),若接入頻率計,便可測出轉速。
霍爾傳感器線速度測量
如果把開關型霍爾傳感器按預定位置有規律地布置在軌道上,當裝在運動車輛上的永磁體經過它時,可以從測量電路上測得脈沖信號。根據脈沖信號的分布可以測出車輛的運動速度。
霍爾傳感器注意事項
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霍爾傳感器
(1)電流傳感器必須根據被測電流的額定有效值適當選用不同的規格的產品。被測電流長時間超額,會損壞末極功放管(指磁補償式),一般情況下,2倍的過載電流持續時間不得超過1分鐘。(2)電壓傳感器必須按產品說明在原邊串入一個限流電阻R1,以使原邊得到額定電流,在一般情況下,2倍的過壓持續時間不得超過1分鐘。(3)電流電壓傳感器的最佳精度是在原邊額定值條件下得到的,所以當被測電流高于電流傳感器的額定值時,應選用相應大的傳感器;當被測電壓高于電壓傳感器的額定值時,應重新調整限流電阻。當被測電流低于額定值1/2以下時,為了得到最佳精度,可以使用多繞圈數的辦法。(4)絕緣耐壓為3KV的傳感器可以長期正常工作在1KV及以下交流系統和1.5KV及以下直流系統中,6KV的傳感器可以長期正常工作在2KV及以下交流系統和2.5KV及以下直流系統中,注意不要超壓使用。(5)在要求得到良好動態特性的裝置上使用時,最好用單根銅鋁母排并與孔徑吻合,以大代小或多繞圈數,均會影響動態特性。
霍爾傳感器
(6)在大電流直流系統中使用時,因某種原因造成工作電源開路或故障,則鐵心產生較大剩磁,是值得注意的。剩磁影響精度。退磁的方法是不加工作電源,在原邊通一交流并逐漸減小其值。(7)傳感器抗外磁場能力為:距離傳感器5~10cm一個超過傳感器原邊電流值2倍的電流,所產生的磁場干擾可以抵抗。三相大電流布線時,相間距離應大于5~10cm。(8)為了使傳感器工作在最佳測量狀態,應使用圖1-10介紹的簡易典型穩壓電源。(9)傳感器的磁飽和點和電路飽和點,使其有很強的過載能力,但過載能力是有時間限制的,試驗過載能力時,2倍以上的過載電流不得超過1分鐘。
變頻功率傳感器(4張)
(10)原邊電流母線溫度不得超過85℃,這是ABS工程塑料的特性決定的,用戶有特殊要求,可選高溫塑料做外殼。霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器主要適用于工業控制領域的電壓和電流測量。由于傳感器一般不提供角差指標,對于需要準確測量交流電功率的場合,應對其角差指標進行驗證,這一點需特別注意。工頻電量測量可用互感器替代,變頻電量測量可用電壓、電流組合式的變頻功率傳感器替代。
霍爾傳感器應用
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霍爾傳感器技術應用于汽車工業霍爾傳感器技術在汽車工業中有著廣泛的應用,包括動力、車身控制、牽引力控制以及防抱死制動系統。為了滿足不同系統的需要,霍爾傳感器有開關式、模擬式和數字式傳感器三種形式。霍爾傳感器可以采用金屬和半導體等制成,效應質量的改變取決于導體的材料,材料會直接影響流過傳感器的正離子和電子。制造霍爾元件時,汽車工業通常使用三種半導體材料,即砷化鎵、銻化銦以及砷化銦。最常用的半導體材料當屬砷化銦。霍爾傳感器的形式決定了放大電路的不同,其輸出要適應所控制的裝置。這個輸出可能是模擬式,如加速位置傳感器或節氣門位置傳感器,也可能是數字式。如曲軸或凸輪軸位置傳感器。當霍爾元件用于模擬式傳感器時,這個傳感器可以用于空調系統中的溫度表或動力控制系統中的節氣門位置傳感器。霍爾元件與微分放大器連接,放大器與NPN晶體管連接。磁鐵固定在旋轉軸上,軸在旋轉時,霍爾元件上的磁場加強。其產生的霍爾電壓與磁場強度成比例。當霍爾元件用于數字信號時,例如曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器或車速傳感器,必須首先改變電路。霍爾元件與微分放大器連接,微分放大器與施密特觸發器連接。在這種配置中。傳感器輸出一個開或關的信號。在多數汽車電路中,霍爾傳感器是電流吸收器或者使信號電路接地。要完成這項工作,需要一個NPN晶體管與施密特觸發器的輸出連接。磁場穿過霍爾元件,一個觸發器輪上的葉片在磁場和霍爾元件之間通過。霍爾傳感器應用于出租車計價器霍爾傳感器在出租車計價器上的應用:通過安裝在車輪上的霍爾傳感器A44E檢測到的信號,送到單片機,經處理計算,送給顯示單元,這樣便完成了里程計算。檢測原理,P3.2口作為信號的輸入端,內部采用外部中斷0,車輪每轉一圈(設車輪的周長是1 m),霍爾開關就檢測并輸出信號,引起單片機的中斷,對脈沖計數,當計數達到1 000次時,也就是1 km,單片機就控制將金額自動增加。每當霍爾傳感器輸出一個低電平信號就使單片機中斷一次,當里程計數器對里程脈沖計滿1 000次時,就有程序將當前總額累加,使微機進入里程計數中斷服務程序中。在該程序中,需要完成當前行駛里程數和總額的累加操作,并將結果存入里程和總額寄存器中。霍爾電流傳感器在變頻器中的應用在有電流流過的導線周圍會感生出磁場,再用霍爾器件檢測由電流感生的磁場,即可測出產生這個磁場的電流的量值。由此就可以構成霍爾電流、電壓傳感器。因為霍爾器件的輸出電壓與加在它上面的磁感應強度以及流過其中的工作電流的乘積成比例,是一個具有乘法器功能的器件,并且可與各種邏輯電路直接接口,還可以直接驅動各種性質的負載。因為霍爾器件的應用原理簡單,信號處理方便,器件本身又具有一系列的獨特優點,所以在變頻器中也發揮了非常重要的作用。在變頻器中,霍爾電流傳感器的主要作用是保護昂貴的大功率晶體管。由于霍爾電流傳感器的響應時間短于1μs,因此,出現過載短路時,在晶體管未達到極限溫度之前即可切斷電源,使晶體管得到可靠的保護。霍爾電流傳感器按其工作模式可分為直接測量式和零磁通式,在變頻器中由于需要精準的控制及計算,因此選用了零磁通方式。將霍爾器件的輸出電壓進行放大,再經電流放大后,讓這個電流通過補償線圈,并令補償線圈產生的磁場和被測電流產生的磁場方向相反,若滿足條件IoN1=IsN2,則磁芯中的磁通為0,這時下式成立:Io=Is(N2/N1)式中,Io為被測電流,即磁芯中初級繞組中的電流,N1為初級繞組的匝數,Is為補償繞組中的電流,N2為補償繞組的匝數。由上式可知,達到磁平衡時,即可由Is及匝數比N2/N1得到Io。霍爾電流傳感器的特點是可以實現電流的“無電位”檢測。即測量電路不必接入被測電路即可實現電流檢測,它們靠磁場進行耦合。因此,檢測電路的輸入、輸出電路是完全電隔離的。檢測過程中,檢測電路與被檢電路互不影響。
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2021-04-270
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智能坐便器起源于美國,用于醫療和老年保健,最初設置有溫水洗凈功能。后經韓國,日本的衛浴公司逐漸引進技術開始制造,加入了座便蓋加熱、溫水洗凈、暖風干燥、殺菌等多種功能。目前市場上的智能坐便器大體上分為兩種,一種為帶清洗、加熱、殺菌等的智能坐便器,另一種為可自動更換薄膜的智能坐...
2020-04-290
參考資料
1.
霍爾效應
.北京航空航天大學.2013-03[引用日期2013-07-18]
上拉電阻對提升電流和電壓的能力是有限的,上拉電阻主要是輸出電流通道,今天傳感器專家網就為大家介紹一下霍爾傳感器上拉電阻的作用的相關內容,我們一起來了解一下吧。
資料圖
上拉電阻的作用有哪些?
上下拉電阻:
1、當TTL電路驅動COMS電路時,如果TTL電路輸出的高電平低于COMS電路的最低高電平(一般為3.5V), 這時就需要在TTL的輸出端接上拉電阻,以提高輸出高電平的值。
2、OC門電路必須加上拉電阻,以提高輸出的高電平值。
3、為加大輸出引腳的驅動能力,有的單片機管腳上也常使用上拉電阻。
4、在CMOS芯片上,為了防止靜電造成損壞,不用的管腳不能懸空,一般接上拉電阻產生降低輸入阻抗, 提供泄荷通路。
5、芯片的管腳加上拉電阻來提高輸出電平,從而提高芯片輸入信號的噪聲容限增強抗干擾能力。
資料圖
上拉電阻和下拉電阻有什么用?
提高驅動能力:
例如,用單片機輸出高電平,但由于后續電路的影響,輸出的高電平不高,就是達不到VCC,影響電路工作。所以要接上拉電阻。下拉電阻情況相反,讓單片機引腳輸出低電平,結果由于后續電路影響輸出的低電平達不到GND,所以接個下拉電阻。
在單片機引腳電平不定的時候,讓后面有一個穩定的電平:
例如上面接下拉電阻的情況下,在單片機剛上電的時候,電平是不定的,還有就是如果你連接的單片機在上電以后,單片機引腳是輸入引腳而不是輸出引腳,那這時候的單片機電平也是不定的,R18的作用就是如果前面的單片機引腳電平不定的話,強制讓電平保持在低電平。
霍爾傳感器上拉電阻的作用
霍爾傳感器上拉電阻的作用
上拉電阻原理
上拉電阻原理--簡介
上拉電阻,就是將不確定的信號通過一個電阻鉗位在高電平,電阻同時起限流作用。上拉電阻一般是一端接電源,一端接芯片管腳的電路中的電阻,下拉電阻一般是指一端接芯片管腳一端接地的電阻。上拉就是將不確定的信號通過一個電阻鉗位在高電平,電阻同時起限流作用。下拉同理。也是將不確定的信號通過一個電阻鉗位在低電平。
導讀:玩電子的朋友一定都知道什么是霍爾傳感器,但你知道霍爾傳感器的工作原理是什么嗎,或者說你知道霍爾傳感器為什么能夠感應磁場嗎,本文將帶你了解霍爾傳感器的工作原理。
本文引用地址:
霍爾傳感器原理——介紹
霍爾傳感器是一種磁傳感器。用它可以檢測磁場及其變化,可在各種與磁場有關的場合中使用。,這一現象是霍爾(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金屬的導電機構時發現的。后來發現半導體、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,利用這現象制成的各種霍爾元件。
霍爾傳感器以霍爾效應為其工作基礎,是由霍爾元件和它的附屬電路組成的集成傳感器。霍爾傳感器是一種廣泛地應用于工業自動化技術在工業生產、交通運輸和日常生活中有著非常廣泛的應用。
霍爾傳感器原理——原理
磁場中有一個霍爾半導體片,恒定電流I從A到B通過該片。在洛侖茲力的作用下,I的電子流在通過霍爾半導體時向一側偏移,使該片在CD方向上產生電位差,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,通常只有幾個毫伏,但經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,需要用機械的方法來改變磁場強度。下圖所示的方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,霍爾電壓消失。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。
利用這一工作原理,可將霍爾集成電路片用作用點火正時傳感器。霍爾效應傳感器屬于被動型傳感器,它要有外加電源才能工作,這一特點使它能檢測轉速低的運轉情況。
霍爾傳感器原理——分類
霍爾傳感器是根據霍爾效應原理而制成的電流和電壓傳感器。根據對霍爾電勢處理的方式不同,霍爾傳感器又可分為以下兩類:
第一類是直接將霍爾電勢做適當放大處理以后提供給檢測儀器或控制設備,就是所謂的直接檢測式霍爾電流傳感器。這種傳感器耐壓等級高,成本低,性能穩定,但精度受溫度變化影響大,動態響應特性很不理想。我公司采用電路補償,圓滿解決以上問題。
第二類是磁場平衡式霍爾傳感器,它采用了單或雙霍爾元件,并工作在零磁通狀態,且有以下特點:①測量范圍寬,可測量各種電流,如直流、交流、脈沖電流等。②電氣隔離性能好。③測量精度高,線性度好。④抗外界電磁和溫度等因素的干擾能力強。⑤電流上升率大,響應速度快。⑥過載能力強。⑦體積小,重量輕,安裝簡單、方便。目前的產品中以磁場平衡式霍爾傳感器為主。
霍爾傳感器原理——特性
Ⅰ 精度高:在工作溫度區內精度優于1%,該精度適合于任何波形的測量;
Ⅱ 線性度好:優于0.1%;
Ⅲ 霍爾傳感器可以測量任意波形的電流和電壓,如:直流、交流、脈沖波形等,甚至對瞬態峰值的測量。副邊電流忠實地反應原邊電流的波形。而普通互感器則是無法與其比擬的,它一般只適用于測量50Hz正弦波;
Ⅳ 原邊電路與副邊電路之間有良好的電氣隔離,隔離電壓可達9600Vrms;
Ⅴ寬帶寬:高帶寬的電流傳感器上升時間可小于1μs;但是,電壓傳感器帶寬較窄,一般在15kHz以內,6400Vrms的高壓電壓傳感器上升時間約500uS,帶寬約700Hz。
Ⅵ測量范圍:霍爾傳感器為系列產品,電流測量可達50KA,電壓測量可達6400V。
霍爾傳感器原理——注意事項
在使用霍爾電流傳感器時,應注意一下幾點:
Ⅰ 為了得到較好的動態特性和靈敏度,必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合,要耦合得好,最好用單根導線且導線完全填滿霍爾傳感器模塊孔徑。
Ⅱ 使用中當大的直流電流流過傳感器原邊線圈,且次級電路沒有接通電源|穩壓器或副邊開路,則其磁路被磁化,而產生剩磁,影響測量精度(故使用時要先接通電源和測量端M),發生這種情況時,要先進行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源,而在原邊線圈中通一同樣等級大小的交流電流并逐漸減小其值。
Ⅲ 霍爾傳感器都具有較強的抗外磁場干擾能力,但是,為了獲得較高的測量準確度,當有較強的磁場干擾時,要采取適當的措施來解決。通常方法有:
調整模塊方向,使外磁場對模塊的影響最小;
在模塊上加罩一個抗磁場的金屬屏蔽罩。
Ⅳ 測量的最佳精度是在額定值下得到的,當被測電流遠低于額定值時,要獲得最佳精度,原邊可使用多匝,但是,需要注意導線的空間位置(參照第一條)。
霍爾傳感器原理——應用
霍爾傳感器的應用非常的廣泛,在航空航天技術,醫療技術,交通運輸,工業以及測量和測試等諸多領域都做出了重大的的貢獻。目前應用領域比較活躍的就是電動自行車領域。這一切都歸根于霍尼韋爾的高質量四霍爾式元件,其它高靈敏度霍爾效應鎖存器采用的是雙霍爾或者單霍爾元件,這使得它對封裝應力非常敏感,而四霍爾元件則使這些傳感器更加穩定和出色。
總結:霍爾傳感器是根據霍爾效應通過半導體技術制成的一種新型磁控元件,可以通過霍爾傳感器來檢測磁場,在生活和科技當中也想當廣泛,有興趣的朋友可以深入了解關于霍爾傳感器的一些專業知識,既可以學習新知識又可以鞏固舊知,一舉兩得呢。下面是小編整理的一些關于霍爾傳感器的一些文章,大家可以參觀學習。
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一般金屬中載流子密度很大,所以金屬材料的霍爾系數系數很小,霍爾效應不明顯;而半導體中的載流子的密度比金屬要小得多,所以半導體的霍爾系數系數比金屬大得多,能產生較大的霍爾效應,故霍爾元件不用金屬材料而是用半導體。
根據觀網的新聞。
20年1月14日,航天科技集團六院801所研制的我國首款20千瓦大功率霍爾推力器成功完成點火試驗,點火時間累計達8小時,點火次數超過30次。該推力器的成功研發,實現了我國霍爾電推力器推力從毫牛級向牛級的跨越。
試驗過程中,推力器點火可靠,運行平穩,工作參數穩定,實測推力1牛,比沖3068秒,效率大于70%,性能指標達到國際先進水平。
據悉,該推力器在設計中采用了空心陰極中置、磁屏蔽長壽命等新技術;研制中先后攻克大電流空心陰極、輕質小型化加速器、高效熱管理、高壓大功率穩定放電等關鍵技術,具有推力大、比沖高、工作壽命長、可靠性高等特點,可為大型GEO(地球靜止軌道)衛星、中型/重型全電推平臺、深空探測器、地球軌道空間運輸平臺、太空擺渡車等航天器的軌道機動轉移,在軌位保和姿態控制等任務提供高效動力支撐。
總的來說就是用在太空中衛星變軌,調整姿態吧,1n的力量在地球上沒用,在太空中卻是大有所為。
1.導線或者/銅排的走線方式(結構設計);
2.測量范圍和實際運用范圍的偏差;
3.工作環境,溫度不能太高,超出霍爾工作范圍
4.周邊的電磁環境
5.電源和信號的處理方式(隔離Or不隔離)
反復實驗使用后,講講如何劃分這個方法里的個十百千萬。
首先,它的原理就是乘法,乘法簡單說是:重復疊加。
所以在這個方法里,它直觀反映了重復的特點:重復點數。
所以的所以,使用這個方法,基本等于數點點。
那么,我們先循序漸進滴舉個栗子:
十位以內乘法 (7*8=56)
看圖:先來7根橫線,8根豎線。此處隨意翻轉,只要是7和8數量不變,斜著劃也OK~
然后,我們再來【數~點~點~】,請看圖中的綠色部分:
我們能直觀看見一根橫線上有8個點點,在不依賴乘法口訣的基礎上,我們能數出這里有56個綠點點~
那么可能就有人問:我之前接觸的劃線法,為啥是斜著數的?它視頻里不是這么數的啊!
別急,我們看第二章~
2. 十位數乘法(14*13=182)
在這兒,我把它斜著數的原因命名為:段整相加。
先看圖:
畫好后,我們先前的、單純的數點點已經不管用了,為啥呢——因為此處是兩位數,也就是說,若是采用剛才的方式,那么我們需要講代表“10”的線條拆分為十根。那么,在不那么麻煩的前提下,我們就要換一種相加方式,也就是段整相加。段整,就是同位相交的線點數相加,看圖:
此處兩根藍色線條代表了“10”的線條,他們作為同位數,相交結果是“1”個點,那么此時14*13的結果從左到右第一位就是“1”
繼續看圖,以此類推:
紅色標出的點是十位數線條與個位數線條相交的點,此處他們也作為“同位”處理,也就是說,14*13的結果從左往右第二位為7
繼續看圖:
最后藍色方框內的綠點,就是個位數線條與個位數線條相交的點,也就是“4”與“3”相交的點,此處為12個點點。那么滿了10怎么辦?由于劃線法(此處)建立在10進制基礎上,此時我們就向前進一,也就是在方才得到的“17x”的基礎上進10,所以我們最終結果就是:14*13=182
怎么樣!是不是很棒!
最后,我們再舉一反三三三三三,看看百位數乘法。
3. 百位數相乘(123*123=)
話不多說,看圖:
為了方便理解,先看看這兩根藍線,對,這就是兩根百位數線條
然后我們在畫出十位數線條:
再畫個位數的:
怎么樣?是不是很清楚劃線法的含義了?
到這里已經成功一半了,藍線作為百位數,相交點數為”1“,所以我們第一位為”1“。
百位與十位相乘:橘色線與藍色線相交數為“4”
百位與個位相乘+十位數相乘:藍綠相交數加上橘線相交數為:3+3+4=10
滿10進1,目前得到數字:150xxx
十位數與個位數相乘:橘綠線相交數為:12
目前得到數字:1512xx
個位數與個位數相乘:綠色線相交數為:9
最終得到結果:123*123=
怎么樣?這下是不是很驚喜~
其實劃線法就是視覺化的乘法,本質上和我們的算法沒有區別,但確實更適合視覺記憶較強的朋友使用(比如我這個高考數學不及格的渣渣)
看完記得點贊哈~
霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器,廣泛地應用于工業自動化技術、檢測技術及信息處理等方面。那么霍爾傳感器的工作原理是什么?這種傳感器都有哪些優點?主要參數有哪些?本文將一一解答。
(霍爾效應的本質是:固體材料中的載流子在外加磁場中運動時,因為受到洛侖茲力的作用而使軌跡發生偏移,并在材料兩側產生電荷積累,形成垂直于電流方向的電場,最終使載流子受到的洛侖茲力與電場斥力相平衡,從而在兩側建立起一個穩定的電勢差即霍爾電壓。)
通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數,能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數。
由于霍爾元件產生的電勢差很小,故通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補償電路及穩壓電源電路等集成在一個芯片上,稱之為霍爾傳感器。霍爾傳感器也稱為霍爾集成電路,其外形較小。
霍爾傳感器的優點及用途
許多人都知道,轎車的自動化程度越高,微電子電路越多,就越怕電磁干擾。而在汽車上有許多燈具和電器件,尤其是功率較大的前照燈、空調電機和雨刮器電機在開關時會產生浪涌電流,使機械式開關觸點產生電弧,產生較大的電磁干擾信號。
采用功率霍爾開關電路可以減小這些現象。霍爾器件通過檢測磁場變化,轉變為電信號輸出,可用于監視和測量汽車各部件運行參數的變化。
例如位置、位移、角度、角速度、轉速等等,并可將這些變量進行二次變換;可測量壓力、質量、液位、流速、流量等。霍爾器件輸出量直接與電控單元接口,可實現自動檢測。
目前的霍爾器件都可承受一定的振動,可在零下40℃到零上150℃范圍內工作,全部密封不受水油污染,完全能夠適應汽車的惡劣工作環境。
霍爾傳感器可以測量任意波形的電流和電壓,如:直流、交流、脈沖波形等,甚至對瞬態峰值的測量。副邊電流忠實地反應原邊電流的波形。而普通互感器則是無法與其比擬的,它一般只適用于測量50Hz正弦波原邊電路與副邊電路之間有良好的電氣隔離,隔離電壓可達9600Vrms;
精度高:在工作溫度區內精度優于1%,該精度適合于任何波形的測量;霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高(可達μm級)。
寬帶寬:高帶寬的電流傳感器上升時間可小于1μs;但是,電壓傳感器帶寬較窄,一般在15kHz以內,6400Vrms的高壓電壓傳感器上升時間約500uS,帶寬約700Hz。
測量范圍廣泛:電流測量可達50KA,電壓測量可達6400V。
結構牢固,體積小,重量輕,壽命長,安裝方便,功耗小,頻率高(可達1MHZ),耐震動,不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。
通常被用于計量車輪和軸的速度,例如在內燃機點火定時(正時)或轉速表上。其在無刷直流電動機的使用,用來檢測永磁鐵的位置。
霍爾傳感器廣泛應用在變頻調速裝置、逆變裝置、UPS電源、通信 電源、電焊機、電力機車、變電站、數控機床、電解電鍍、微機監測、電網監測等需要隔離檢測電流的設施中以及新興的太陽能、風能和地鐵軌道信號、汽車電子等領域。
霍爾傳感器的主要特性參數
前面介紹過了霍爾傳感器是一種根據霍爾效應制作的磁場傳感器,它的主要特性參數有以下幾類。
(1)輸入電阻R
霍爾傳感器元件兩激勵電流端的直流電阻稱為輸入電阻。它的數值從幾歐到兒百歐,視不同型號的元件而定。
溫度升高,輸入電阻變小,從而使輸入電流變大,最終引起霍爾傳感器電勢變化。為了減少這種影響,最好采用恒流源作為激勵源。
(2)輸出電阻R
兩個霍爾傳感器電勢輸出端之間的電阻稱為輸出電阻,它的數位與輸入電阻同一數量級。它也隨溫度改變順改變。選擇適當的負載電阻易與之匹配,可以使由溫度引起的程水電勢的漂移減至最小。
(3)最大激勵電流I---霍爾傳感器參數
由于霍爾傳感器電勢隨激勵電流的增大而增大,故在應用中總希望選用較大的激勵電流1M但激勵電流增大,程爾元件的功耗增大,元件的溫皮升高,從而引起霍爾傳感器屯勢的溫漂增大,因此每種型號的幾件均規定了相應的最大激勵電流,它的數值從幾毫安至幾百毫安。
(4)靈敏度K
靈敏度KH=EH/IB,它的數值約為10MV(MA.T)左右。
(5)最大磁感應強度BM---霍爾傳感器參數
磁感應強度超過BM時,霍爾傳感器電勢的非線性誤差將明顯增大,特斯撿(T)成幾千高斯(Gs)(1Gs=104T)。
(6)個等位電勢
在額定激勵電流F,當外加磁場為零時它是由于4個屯極的幾何尺寸不對稱引起的誤差。
(7)霍爾傳感器屯勢溫度系數
6M的數值一般為零點刀霍爾傳感器輸出端之間的開路電壓稱為不等位電勢,使用時多采用電橋法來補償不等位電勢引起日在一定磁感應強度和激勵電流的作用下,溫度每變化1攝氏度時,霍爾傳感器電勢變化的百分數弱為霍爾傳感器電勢溫度系數,它與霍爾傳感器元件的材料有關。
非原創,僅供學習參考。
電機里的霍爾不是電子管。叫做霍爾傳感器。是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器。
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霍爾效應是磁電效應的一種,發現這一現象的是霍爾,在1879年研究金屬的導電機構時發現的。根據霍爾效應,用半導體材料制成的元件叫霍爾元件。
它不僅對磁場敏感、并且結構簡單,體積小,頻率響應寬,輸出電壓變化范圍大,壽命長等優點。因此,在測量,自動化等很多領域大展身手。
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電動車電機(無刷電機),利用霍爾傳感器對轉子位置檢測,然后把轉子位置信息發送到無刷控制器中,控制器根據霍爾傳感器穿回來的轉子位置信號輸出分相電壓驅動電動機旋轉。
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一旦霍爾傳感器損壞,控制器沒辦法得到電機轉子的位置信息,也就沒有辦法正確的輸出分相電壓,電機瑟瑟發抖,嚴重時會燒毀線圈。
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當然還有一種雙模控制器,不需要霍爾傳感器信號也能工作,極大的方便了維修人員,省去了拆卸電機換霍爾傳感器的麻煩。
在現代社會里,我們會發現甜食的種類越來越多。隨著掃地機的硬件供應鏈和導航方案的迅速成熟,進入門檻逐漸減小,產品側之間的差距預計會縮小,市場將從產品、渠道、品牌等多方面的純產品價值競爭演變為綜合競爭。
掃地機器人的主要功能概括如下:自動高頻維護家庭地板清潔,使人們擺脫重復工作;掃地機器人硬覆蓋死角,如沙發、床等。這兩種功能并不是必不可少的,但很少有人喜歡清潔,但不得不經常做,而掃地器就能解決這些“高頻痛點”,這是掃地機器人的產品價值和需求空間所在。掃地機器人的掃地能力主要取決于電機和結構、吸、滾刷、過濾器、垃圾監測功能和拖地功能。電機:電機是最關鍵的一點,取決于吸力。
市場上在掃地機上使用的電動機不超過兩種。普通電機和日本Nidec電機,可以說兩者有什么區別,簡言之,有刷電機和無刷電機的區別。這就是是否有刷或轉向刷換向器。電刷電動機的換向總是通過石墨電刷與安裝在轉子上的環形換向器的接觸來實現,但是隨著時間和大的維護成本會導致各種問題。
無刷電機通過霍爾傳感器將轉子位置反饋到控制電路中,從而可以準確地知道電機換相的時間。大多數霍爾傳感器無刷電機制造商生產三種霍爾效應定位傳感器(霍爾傳感器,具有防塵、防水、穩定、準確的信號特性,即使在惡劣的環境中也是如此)。由于無刷電機霍爾傳感器無電刷,無相關接口,清潔,噪音小,實際上無需維護,壽命長。電機產生吸力,但保持吸力取決于旋風分離器技術。
盡管許多人不熟悉這項技術,但必須承認,保持清掃器強吸力的關鍵是它。長時間使用后,清掃器會堵塞塵袋過濾器。直接的結果是清掃器吸力將逐漸減弱。旋風分離器的作用是產生強烈的偏心,將吸入的粉塵從空氣中分離出來,通過離心力的影響將吸入的粉塵傾倒到集塵箱中,并將其與空氣分離,以避免堵塞空氣入口,避免吸力減弱,為真空吸塵器提供長期的大吸力。目前,大多數清掃機采用行業創新的八錐旋風技術,可以釋放旋風狀的吸力,旋風旋轉迅速,形成垂直的中空管狀氣流,并能快速吸收各種雜質。
吸力滾筒刷:如果使用無刷吸力,頭發不易包裹,如果使用刷子,就能有效地處理灰塵顆粒。邊刷:邊刷的作用是將角落里的灰塵掃到吸塵器和輥刷的覆蓋范圍內。它可以分為兩種設計:單面刷和雙面刷。一般來說,單面刷就足夠了,而且不容易纏繞。過濾器:主流品牌一般使用HEPA過濾器,當空氣排放時,這種過濾器可以攔截灰塵,消除二次污染。灰塵識別:大多數清掃器都具有灰塵識別功能。通過監測吸塵器的粉塵濃度,當粉塵濃度較高時,清掃機器人會反復清掃,解決了一次清掃不徹底的問題。
因為不同種材質的霍爾具有不同的優缺點和應用,如果您想了解更多霍爾知識與霍爾型號,可咨詢我司在線客服或技術人員為您進行專業的霍爾應用選型,華芯晟科技竭誠為您服務!
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