霍尔效应原理及其运用

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霍尔效应的应用及其原理

霍尔效应的应用及其原理

霍尔效应的应用及其原理1. 霍尔效应的原理霍尔效应是指当通过一块横跨于磁场中的导体中的电流时,垂直于电流方向和磁场方向的霍尔电压产生的现象。

霍尔电压的大小与电流、磁场强度以及导体材料的特性有关。

霍尔效应的原理可以通过以下几个方面来解释:•磁场作用:当电流通过导体时,在矢量形式上磁场会施加力在导体上,这个力称为洛伦兹力。

•费米能级:导体中存在自由电子,这些电子在不受外力影响时遵循费米-狄拉克分布,填满电子能级。

•霍尔电场的产生:在磁场的作用下,电子会受到洛伦兹力的作用,沿着导体中的一侧堆积,导致电子在正负两侧积累,形成电势差。

综上所述,霍尔效应的原理可以理解为在磁场的作用下,用来描述导体中电荷在侧向堆积的现象。

2. 霍尔效应的应用由于霍尔效应具有灵敏度高、稳定性好、响应快等特点,因此在很多领域都有广泛的应用。

以下是一些常见的应用场景:2.1. 磁场测量因为霍尔效应对磁场的灵敏度高,所以通常用来测量磁场强度。

利用霍尔效应可以设计出各种磁力计和磁场传感器,常见的应用包括:•汽车仪表板中的指南针;•磁床或机械臂中的位置传感器;•磁条读写头。

2.2. 电流测量由于霍尔效应与电流的大小成正比关系,因此可以用来测量电流。

通常用于电流表和电流传感器等设备中。

2.3. 速度测量霍尔效应可以用于测量旋转物体的速度。

例如,在车辆的轮边部分安装一个磁铁,当车轮旋转时,霍尔效应传感器可以检测到磁场变化,从而测量车轮的速度。

2.4. 位置传感霍尔效应还可以用于测量物体的位置。

例如,在安全门、工业机器人和自动门等设备中,使用霍尔效应传感器来检测物体的位置,以实现自动控制。

2.5. 霍尔效应元件除了上述应用之外,霍尔效应还可以作为构成一些元件的基础,如霍尔传感器、霍尔开关和霍尔电流传感器等。

这些元件在自动控制系统、工业生产、电子设备等领域中得到广泛应用。

3. 总结霍尔效应是一种将电流与磁场联系在一起的现象,通过霍尔效应原理可以在各个领域应用中发挥作用。

霍尔效应的现象原理及应用

霍尔效应的现象原理及应用

霍尔效应的现象原理及应用1. 霍尔效应的基本概念霍尔效应是指在垂直于载流方向的磁场中通过一块导电材料时,会在材料的一侧产生电势差的现象。

这个现象是由美国科学家爱德华·霍尔于1879年发现的。

霍尔效应是电子运动与磁场相互作用的结果,是电磁感应的一种形式。

2. 霍尔效应的原理霍尔效应的产生是由于载流电子受到垂直于流动方向的磁场力的影响。

当导电材料中有电流通过时,在垂直于电流方向的磁场作用下,自由电子受到洛伦兹力的作用,发生弯曲,并在材料中形成电流分布不均匀的情况。

由于电流的分布不均匀,导致在材料中的某个侧面产生电势差,即霍尔电势差。

这个电势差与导电材料的电导率、磁场强度以及电流的关系可以通过以下公式表示:$$V_H = R_H \\cdot I \\cdot B$$其中,V H为霍尔电势差,R H为霍尔系数,I为通过导体的电流,B为垂直于电流方向的磁场强度。

3. 霍尔效应的应用霍尔效应具有许多实际应用,以下列举几个常见的应用:3.1 磁场传感器霍尔效应被广泛应用于磁场传感器中。

利用霍尔效应,可以通过测量霍尔电势差来确定磁场强度。

磁场传感器常用于测量磁场的方向和大小,广泛应用于导航、磁条读取、车辆制动系统等领域。

3.2 电流传感器由于霍尔效应与电流大小有关,可以利用这一特性设计电流传感器。

电流传感器可以测量通过导线的电流大小,并将其转化为电压输出。

电流传感器在电力系统、电动车辆以及智能家居等领域起着重要的作用。

3.3 速度测量霍尔效应也可以用于测量物体的速度。

一种常见的应用是在计算机硬盘驱动器中,利用霍尔传感器来测量磁盘的旋转速度。

通过测量旋转磁场产生的霍尔电势差,可以确定磁盘的旋转速度。

3.4 开关霍尔效应也可以用于设计开关。

当磁场与霍尔传感器接触时,产生的电势差可以触发开关动作。

这种开关常用于电子设备中的接近传感器、磁性门锁等。

3.5 电流变送器霍尔效应可用于制造电流变送器,用于将测量电流转换为标准电信号输出。

论述霍尔效应的原理及应用

论述霍尔效应的原理及应用

论述霍尔效应的原理及应用1. 霍尔效应的原理霍尔效应是指在一个导体中,当有电流通过时,垂直于电流方向的磁场作用下,会在导体两侧产生电压差。

这种现象被称为霍尔效应,其原理可以用以下几点解释:•首先,当电流通过导体时,导体内部的电子发生偏移,使得导体的一侧带正电荷,而另一侧带负电荷。

•其次,在磁场的作用下,电子会受到洛仑兹力的作用,从而发生偏转。

这个力作用的方向与电荷、电流和磁场的方向有关。

•最后,这种电子的偏转导致在导体两侧形成电子密度的差异,进而形成电压差。

霍尔效应的数学表达式为:$$V_H = B \\cdot I \\cdot R_H$$其中,V H为霍尔电压,B为磁感应强度,I为电流,R H为霍尔系数。

2. 霍尔效应的应用霍尔效应的发现和应用,对现代电子和磁学领域有着重要的贡献。

以下是一些霍尔效应的应用:2.1 磁场测量通过测量霍尔电压,可以间接地测量磁场的强度。

当将霍尔元件放置在磁场中时,磁场的强度越大,霍尔电压也会随之增加。

这种特性可以用于磁场传感器、磁力计和磁场测量设备中。

2.2 电流测量霍尔效应也可以用于电流的测量。

通过测量霍尔电压和已知的霍尔系数,可以计算出通过导体的电流大小。

这种测量方法被广泛应用于电流表、电子设备和电力系统中。

2.3 位置检测利用霍尔效应,可以实现对物体位置的检测。

在某些应用中,将霍尔元件放置在移动物体的位置上,当物体经过时,由于磁场的变化导致霍尔电压发生变化,从而可以检测物体的位置。

2.4 速度测量基于霍尔效应,可以测量物体的速度。

当物体运动时,通过测量霍尔电压的变化,可以推断出运动物体的速度。

这种方法在汽车、飞机、自动化系统中得到广泛应用。

2.5 开关控制霍尔效应也可以用于开关的控制。

当将霍尔元件与磁铁结合使用时,当磁铁靠近或远离霍尔元件时,由于磁场的变化,霍尔电压也会发生变化。

利用这一特性,可以实现磁敏开关和磁感应控制。

以上只是霍尔效应应用的一些例子,实际上,霍尔效应还在各个领域有着广泛的应用,例如:电动车、计算机硬盘、交通信号灯等。

霍尔效应的原理和实际应用

霍尔效应的原理和实际应用

霍尔效应的原理和实际应用1. 霍尔效应的基本原理霍尔效应是指当电流通过一片材料时,垂直于电流和磁场方向的电势差产生的现象。

这个效应由美国物理学家爱德华·霍尔于1879年首次发现和描述。

霍尔效应的基本原理可以归纳为以下几点:•高斯定律:磁感应强度的切线积分等于通过封闭曲面的磁通量除以该曲面的反面积。

•洛伦兹力:电荷在磁场中受到的力与电荷的速度和磁感应强度的乘积成正比。

•霍尔电流:电流通过导体时,由于相互作用,电荷会聚集在导体的一侧,产生一个电势差。

基于以上原理,当电流通过一片材料时,垂直于电流方向施加一个磁场,就会产生垂直于电流和磁场的电势差。

这个电势差称为霍尔电压,常用符号为VH。

2. 霍尔效应的公式霍尔电压(VH)与电流(I)、磁感应强度(B)、导体材料的特性有关。

霍尔效应的公式可以表示为:VH = RHBID其中,RH是霍尔系数,表示导体材料的本征特性;B是磁感应强度;I是电流;D是导体的厚度。

3. 霍尔效应的实际应用霍尔效应在现实生活中有着广泛的应用,以下列举了其中几个重要的应用领域:3.1 汽车工业霍尔效应被广泛应用于汽车工业中的转速测量和位置检测。

其原理是利用霍尔传感器测量转子旋转产生的磁场变化来检测发动机转速和位置。

这种测量方法因为具有高精度、快速响应和无接触的特点,因此在汽车电子系统中得到了广泛应用。

3.2 磁存储器霍尔效应在磁存储器中起着重要作用。

由于霍尔效应能够测量磁场的强度和方向,因此可以用来读取和写入磁存储器中的数据。

这种应用在磁盘驱动器和磁带等存储设备中非常常见。

3.3 传感器技术霍尔效应传感器已经广泛应用于各种测量和控制系统中。

例如,霍尔传感器可以用来测量电流、磁场、速度和位置等物理量。

它们具有体积小、重量轻、灵敏度高、响应快和可靠性好等优点,被广泛应用于工业自动化、航空航天、医疗设备等领域。

3.4 电子设备霍尔效应在电子设备中也有着一定的应用。

例如,霍尔开关可以用来控制电路的开关状态,这种开关具有无触点、可靠性高和寿命长的特点,被广泛应用于电路保护和电源管理等领域。

霍尔效应原理

霍尔效应原理

霍尔效应原理霍尔效应原理是指在导体中通过存在磁场时,垂直于电流方向和磁场方向的方向上会产生一种电势差现象,这个现象被称为霍尔效应。

霍尔效应主要应用于传感器、磁场测量和电流测量等领域。

本文将详细介绍霍尔效应的原理、应用和发展。

一、原理1. 基本概念霍尔效应是由物理学家愛德溫·赫爾(Edwin Hall)在1879年首次发现的。

在一块导体中,正如导体移动的电荷体现为电流一样,霍尔效应是电流运动所引起的电荷堆积所产生的电势差。

这种电势差与导体垂直方向上的磁场大小和电流大小有关。

2. 工作原理当一个导体上有电流通过时,电子会受到洛伦兹力的作用而偏转。

洛伦兹力使电子在一侧堆积,另一侧产生电荷的亏损。

这种电势差的产生导致了电子的漂移,最终达到电势差平衡,同时垂直方向也会产生Hall电压(霍尔电压)。

霍尔电压与洛伦兹力的大小和电子漂移的速度成正比,与导体上的电流和磁感应强度成正比。

二、应用霍尔效应在电子技术和传感器领域有着广泛的应用。

1. 传感器基于霍尔效应的磁场传感器广泛应用于测量和检测领域。

通过检测电势差和磁场的大小,可以测量磁场的强度和方向。

这种传感器可以用于车辆导航、位置检测和磁性材料的测试等。

2. 电流测量霍尔效应也可用于测量电流的大小。

通过将电流通过一个导线并使其与磁场垂直,可以测量电流大小。

这种电流传感器常用于电子设备、电机控制和电力系统中。

3. 锁相放大器霍尔效应的原理被应用于锁相放大器。

锁相放大器是一种用于测量弱信号的仪器。

通过将霍尔元件置于电路中,可以实现对信号的放大和检测,从而提高系统的灵敏度和精度。

三、发展随着技术的发展,霍尔效应的应用越来越广泛,同时也出现了一些改进和发展。

1. 高精度磁场传感器目前,磁场传感器不仅能够测量磁场的大小,还可以提供更高的精度和稳定性。

这些传感器不仅应用于物理磁场测量,还广泛用于生物医学、地质勘探与导航等领域。

2. 三维测量近年来,研究人员还开发出了用于进行三维磁场测量的霍尔传感器。

电磁感应中的霍尔效应与应用

电磁感应中的霍尔效应与应用

电磁感应中的霍尔效应与应用电磁感应是电磁学中一个重要的概念,指的是导线中的电流或磁场发生变化时,会在导线附近产生感应电动势。

在电磁感应的研究中,霍尔效应是一种常见的现象,具有广泛的应用。

本文将详细介绍霍尔效应的原理、实验方法,以及在实际中的应用。

一、霍尔效应的原理霍尔效应是美国物理学家霍尔在19世纪提出的。

当导体中通有电流时,导体内部的自由电子会受到洛伦兹力的作用,沿着某个方向发生偏转。

这个方向垂直于电流方向和磁场方向,称为霍尔方向。

霍尔效应可以通过以下公式来计算:\[ E = R_H \cdot I \cdot B \]其中,E表示感应电动势,R_H是霍尔系数,I是电流强度,B是磁场强度。

二、霍尔效应的实验方法为了观察和测量霍尔效应,可以进行如下实验:1. 准备材料:霍尔元件、电流源、磁铁等。

2. 将霍尔元件连接到电路并选定适当的电流和磁场强度。

3. 通过调节电流和磁场,观察和测量霍尔元件产生的感应电动势。

三、霍尔效应的应用霍尔效应在实际中有着多种应用,以下列举其中几个常见的应用领域。

1. 传感器:霍尔效应可以用作传感器测量磁场强度,被广泛应用于磁传感器中。

例如,汽车中的转向角度传感器、电子设备中的接近开关,都可以利用霍尔效应进行测量。

2. 电动机控制:通过测量电动机中的霍尔元件产生的感应电动势,可以实现电动机的速度控制、位置检测等功能。

3. 磁存储器:霍尔效应还可以应用于磁存储器中,通过利用霍尔元件的磁场依赖性,实现数据的读写和存储。

4. 流量计:流量计是一种用来测量气体或液体流量的仪器,霍尔效应可以实现流量计的测量和控制。

5. 电子称:电子秤通常使用霍尔元件来测量被称物体的质量,精度较高且响应速度快。

结论霍尔效应是电磁感应的一个重要现象,通过实验可验证该效应的存在,并测量感应电动势。

在实际应用中,霍尔效应被广泛用于传感器、电动机控制、磁存储器、流量计和电子称等领域。

随着科学技术的不断发展,霍尔效应的应用前景将会更加广阔。

霍尔效应及其应用实验原理

霍尔效应及其应用实验原理

霍尔效应及其应用实验原理霍尔效应是一种利用材料内部自由电子的磁场运动所引起的电压现象,也是一种用来测量磁场强度和磁场方向的技术。

该效应可以在所有导体材料中观察到,尤其是在半导体材料中表现出更为复杂的特性。

霍尔效应的实验原理是:当一个导体材料处于垂直于磁场方向的磁场中,自由电子的运动受到磁场的力作用而偏向一侧,形成电荷分离,从而产生电势差,这个电势差称为霍尔电势差。

霍尔电势差与磁场的大小和电流的方向有关。

一般来说,当电流方向与磁场垂直时,霍尔电势差达到最大值;当电流方向与磁场平行时,霍尔电势差为零。

霍尔效应在实际应用中有着广泛的用途,包括测量磁场强度和方向、测量导体材料内部自由电子浓度、测量射线辐照量等。

在半导体材料中,霍尔效应可以用来测量载流子类型、载流子浓度以及半导体的类型等。

在实验中,霍尔效应的应用可以通过霍尔元件进行。

霍尔元件通常是一个纯半导体片,在片的交叉口处引入掺杂杂质,使其形成p型和n型结构,从而形成一个p-n结。

当通过霍尔元件的电流和磁场垂直时,就可以观察到霍尔电势差的产生。

具体实验步骤如下:1.准备霍尔元件。

将霍尔元件插入电路板的插孔中,连接元件的负载电阻。

2.设置磁场。

将磁铁放在电路板上方并打开电源,调整磁铁的位置和方向,使磁场垂直于霍尔元件。

3.测量电压。

开启电源,调节电流大小,记录不同电流下霍尔电压的大小和方向。

4.绘制图表。

将电流和霍尔电压数据绘制成图表,根据图表分析霍尔电势差与电流和磁场的关系。

霍尔效应具有广泛的应用前景,特别是在微电子工业中,可以用来测量半导体性能和器件参数,从而提高半导体器件制造的精度和可靠性。

霍尔效应的原理应用

霍尔效应的原理应用

霍尔效应的原理应用1. 霍尔效应简介霍尔效应是指在垂直于电流方向的磁场中,当通过导体中有电流时,会在导体两侧产生电势差的现象。

这一现象的基础是由美国物理学家愛德蒙·霍尔(Edwin Hall)于1879年首次发现和描述的。

2. 霍尔效应原理霍尔效应是基于磁场对电荷运动轨迹的影响而产生的。

当电荷在垂直于电流方向的磁场中运动时,受到洛伦兹力的作用,导致电荷受力方向发生偏转。

这种偏转会导致产生垂直于电流方向和磁场方向的电势差,即霍尔电压(VH)。

该电势差与电流方向、磁场强度以及材料的特性有关。

3. 霍尔效应的应用领域霍尔效应在许多领域都有广泛的应用。

3.1 传感器领域•磁场传感器:利用霍尔效应可以测量磁场强度,因此可应用于磁场传感器的设计。

磁场传感器可用于测量地磁场、检测运动物体、制作磁罗盘等。

•流速传感器:通过在流体中嵌入霍尔效应芯片,可以测量流体流速。

这种传感器广泛应用于汽车、船舶、工业流体控制等领域。

3.2 磁存储领域•磁存储器件:霍尔效应可用于读取磁存储材料中的信息。

磁盘驱动器和磁卡等设备中的磁头就是通过测量霍尔电压来读取磁场信息。

3.3 汽车电子领域•刹车系统:霍尔效应传感器常用于测量车轮转速,以判断车辆是否需要刹车。

这在车辆的安全性控制中起着重要作用。

•方向盘力矩传感器:霍尔效应可用于测量方向盘力矩,以检测驾驶员对方向盘的施力情况。

3.4 其他领域•电源管理器件:利用霍尔效应芯片可以测量电流,用于电源的电流保护和管理。

•医疗器械:霍尔传感器可应用于医疗设备中,如血氧仪、心脏起搏器等。

4. 霍尔效应的优势和局限性4.1 优势•非接触性:霍尔效应传感器不需要与被测物理量直接接触,因此能够防护传感器的寿命。

•高灵敏度:霍尔效应传感器对磁场变化非常敏感,能够提供精确的测量结果。

•高可靠性:霍尔效应传感器具有稳定性和长寿命的特点,适用于长期使用。

4.2 局限性•温度影响:霍尔效应传感器的输出受温度变化的影响较大,需要进行温度补偿。

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]霍尔效应原理及其应用【摘要】霍尔效应是电磁效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在读研究生期间在做研究载流子导体在磁场中受力作用实验时发现的。

当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象就是霍尔效应。

这个电势差也被称为霍尔电势差。

霍尔阐述了霍尔效应的原理,霍尔元件的特点和分类以及在各个领域中的应用。

【关键词】霍尔效应霍尔元件应用Abstract:Hall Effect is a kind of electromagnetic effect, this phenomenon is the physicist hall (A.H.H all, 1855-1938) in 1879 had found when reading a graduate student in doing research carrier conductor in magnetic field force function experiment. the current is perpendicular to the external magnetic field through the conductor, the conductor perpendicular to the magnetic field and current direction between the two end there will be potential difference, this phenomenon is hall effect. The electric potential difference is also called hall electric potential difference. Hall on the hall effect principle, characteristics and classification of hall element and the application in all fields.Key words: Hall Effect Hall Element application一、霍尔效应原理(一)经典霍尔效应霍尔效应是载流试样在与之垂直的磁场中由于载流子受洛仑兹力作用发生偏转而在垂直于电流和磁场方向的试样的两个端面上出现等量异号电荷而产生横向电势差U的现象。

电势差U称为霍尔电压,E称为霍尔电场强度。

此时的载流子既受到洛伦兹力作用又受到与洛伦兹力方向相反的霍尔电场力作用,当载流子所受的洛伦兹力与霍尔电场力相等时,霍尔电压保持相对稳定。

如图1 所示,将载流导体板放在磁场中,使磁场方向垂直于电流方向,在导体板两侧ab 之间就会出现横向电势差U。

霍尔的发现在当时震动了科学界,许多科学家纷纷转向这一研究领域。

图1 霍尔效应原理霍尔效应可以从运动电荷受到的洛伦兹力得到解释。

实验表明,霍尔电压U与电流I、磁感应强度B 都成正比,与板的厚度d 成反比。

其公式为:U = K·IB/d 。

其中,K=1/nq为比例常数,称为霍尔系数,它由导体(或半导体)材料的性质所决---定。

经典霍尔效应误差:(1)霍尔电压测量点A和A’难能做到在一个等势面上,从而产生附加电压Vo=ISR,R为A、A’所在的两个等势面间的电阻。

图2 等势面的影响(2)由于霍尔效应本身所产生的电场和磁场,而由电磁效应所产生的热电效应和热磁效应等。

改进方法:改变Is和B的方向,取相应VH的平均值。

分别测量由下列四组不同方向的Is和B组合的VAA’(A,A’两点的电势差)+B,+Is VAA’=V1-B,+Is VAA’= -V2-B,-Is VAA’=V3+B,-Is VAA’= -V4然后,求V1 、V2 、V3 、V4的代数平均值:VH=V1−V2+V3−V44(二)量子霍尔效应按经典霍尔效应理论,霍尔电阻RH(RH=U/I=K·B/d= B/nqd)应随B 连续变化并随着n(载流子浓度)的增大而减小,但是,1980 年,克利青在1.5K 极低温度和18.9T 强磁场下,测量金属——氧化物——半导体场效应晶体管时,发现其霍尔电阻RH随磁场的变化出现了一系列量子化平台,即 RH=hNe2(h 为普朗克常数,e 为电子电量,N=1,2⋯整数),这种现象称为整数量子霍尔效应(IQHE)。

1982 年,崔琦和施特默等人在比整数量子霍尔效应更低的温度0.1K 和更强的磁场20T 条件下,对具有高迁移率的更纯净的二维电子气系统样品的测量中,也在一些电阻和温度范围内观测到横向霍尔电阻呈现平台的现象,但极为不同的是,这些平台对应的不是原来量子霍尔效应的整数值而是分数值,即RH=hNe2( V=13,23,43,53,15)故称为分数量子霍尔效应(FQHE)。

二、霍尔元件的特点和分类1.霍尔元件的特点。

霍尔元件的结构牢固,体积小,重量轻,寿命长,安装方便,功耗小,频率高(可达1MHZ),耐震动,不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀,调试方便等。

霍尔元件和永久磁体都能在很宽的温度范围(-40℃~1 50℃)、很强的振动冲击条件下工作,且磁场不受一般介质的阻隔。

另外它的变换器组件能够和相关的信号处理电路集成到同一片硅片上,体积小,成本低,且具有较好的抗电磁干扰性能。

2.霍尔元件的分类。

按照霍尔元件的结构可分为:一维霍尔元件、二维霍尔元件和三维霍尔元件。

一维霍尔元件又被称为单轴霍尔元件,它的主要参数是灵敏度、工作温度和频率响应。

运用此类器件时,就可将与适当的小磁钢一起运动的物体的位置、位移、速度、角度等信息以电信号的形式传感出来,达到了自动测量与控制的目的。

二维霍尔元件的结构是二维平面,也被称为平面霍尔元件;三维霍尔元件通常被称为非平面霍尔元件。

霍尔元件按功能可分为:线形元件、开关、锁存器和专用传感器。

如图3。

图3 霍尔元件三、霍尔效应的应用人们在利用霍尔效应原理开发的各种霍尔元件已广泛应用于精密测磁、自动化控制、通信、计算机、航天航空等工业部门及国防领域。

按被检测的对象的性质可将它们的应用分为直接应用和间接应用。

直接应用是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性,间接应用是检测受检对象上人为设置的磁场,用这个磁场来作被检测的信息的载体,通过它将许多非电、非磁的物理量,如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等,转变成电量来进行检测和控制。

1.医学方面的运用(1)利用霍尔效应,科学家研制了一种精密的电磁流量计—测量血液流速的仪器。

如图4,利用电磁流量计,可以较为准确地测得流过血管的血流量。

但是电磁流量计测量是一种损伤性的方法,使用时要将被测血管暴露在体外,它常常用于动物的实验和心脏、动脉手术中测定血流速度和血流量。

(2)电磁泵是一种利用作用在导电液体上的磁场力来运送导电液体的装置。

如图5,这种泵在医学上常被用来输送血液或其他电解质溶液,由于这种装置没有任何机械运动部件,不会使血液中细胞受到损害,而且可以全部密封,避免了污染。

在人工心肺机和人工肾装置中常用它来输送血液。

图4 电磁流量计图5 电磁泵2.日常生活中的应用录音机的换向机构就是使用霍尔传感器检测磁带终点并完成自动换向功能的;录像机中的磁鼓电机常采用锑化铟霍尔元件;洗衣机中的电动机主要依靠霍尔传感器检测与控制电动机的转速、转向功能。

霍尔开关类传感器还用于电饭煲、气炉的温度控制和电冰箱的除霜等方面。

大量应用于影碟机、VCD等家用电器和仪表中的霍尔电机是一种无刷电机,它是利用转速变化信号控制霍尔电压信号变化,从而调节驱动电路驱动管中的工作电流,即调节电动机定子绕组电流,实现对电动机转速与稳速的控制,克服了一般带电刷或整流子直流电机不能达到转速稳、寿命长、噪声小的致命弱点。

霍尔效应动感检测器与电子线路组装可制成报警器,带在老人或消防人员身上,当出现昏迷、跌倒等危险情形时可报警发出声响,还可用来装在汽车或摩托车上,达到防盗目的。

3.工程技术中的应用(1)测量电流强度。

将霍尔器件的输出(必要时可进行放大)送到经校准的显示器上,即可由霍尔输出电压的数值直接得出被测电流值。

这种方式的优点是结构简单,测量结果的精度和线性度都较高。

可测直流、交流和各种波形的电流。

在现在的工业现场,霍尔电流传感器是电流检测的首选产品。

(2)测量微小位移。

若令霍尔元件的工作电流保持不变,而使其在一个均匀梯度磁场中移动,它输出的霍尔电压UH值只由它在该磁场中的位移量来决定。

产生梯度磁场的磁系统及其与霍尔器件组成的位移传感器,将它们固定在被测系统上,可构成霍尔微位移传感器。

用霍尔元件测量位移具有灵敏度高,惯性小、频响快、工作可靠、寿命长等优点,但工作距离较小。

以微位移检测为基础,可以构成压力、应力、应变、机械振动、加速度、重量、称重等霍尔传感器。

(3)压力传感器。

霍尔压力传感器由弹性元件,磁系统和霍尔元件等部分组成,加上压力后,使磁系统和霍尔元件间产生相对位移,改变作用到霍尔元件上的磁场,从而改变它的输出电压UH。

由事先校准的P~f( UH)曲线即可得到被测压力P的值。

(4)车用传感器。

车用传感器是电子控制系统的主要组成部分之一,在实现车辆电子化中占有举足轻重的地位。

一辆电子控制系统比较完整的豪华轿车中,几乎可以有20~30个霍尔传感器用于汽车工作状态的测量和控制。

另外,霍尔效应传感器还可用于车用导航系统,变速器控制,汽车生产线自动控制,以及公路挠性路面的检测等。

随着车辆电子化的发展,对车用传感器开展以下几个方面的研究开发:环境检测用传感器:主要集中研究开发采用微波的抗振雷达,采用红外线的障碍检测装置,采用超声波和CCD摄像机相结合的距离监测装置,采用微波与红外线和摄像机相结合的视觉放大系统。

路况检测用传感器:主要研究开发监测与判断轮胎与路面的各种参数等方面的传感器。

车辆状态检测用传感器:主要研究开发用于车速和角速度测量的传感器。

未来的汽车用传感器技术,总的发展趋势是微型化、多功能化、集成化和智能化。

(5)电磁无损探伤。

钢丝绳作为起重、运输、提升及承载设备中的重要构件,被应用于矿山、运输、建筑、旅游等行业,但由于使用环境恶劣,在它表面会产生断丝、磨损等各种缺陷,所以,及时对钢丝绳探伤检测显得尤为重要。

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