霍尔传感器介绍

第八章霍尔传感器
教学要求
1．了解霍尔元件的结构及工作原理。

2．熟悉霍尔元件的特性参数。

3．掌握霍尔传感器的应用。

教学手段多媒体课件
教学课时3学时
教学内容：
第一节霍尔元件的结构及工作原理
流入激励电流端的电流I越大、作用在薄片上的磁场强度B越强，霍尔电势也就越高。

分析霍尔电势E H：E H=K H IB（８-1）
第二节霍尔元件的特性参数（与应用联系起来）
1.输入电阻R i霍尔元件两激励电流端的直流电阻称为输入电阻。

它的数值从几十欧到几百欧，视不同型号的元件而定；
2.输出电阻R o
两个霍尔电势输出端之间的电阻称为输出电阻，它的数值与输入电阻同一数量级；
3.最大激励电流I m
由于霍尔电势随激励电流增大而增大，故在应用中总希望选用较大的激励电流；
4.灵敏度KH
K H = E H /（IB），它的单位为mV/（mA⋅T）；
5.最大磁感应强度B M
磁感应强度超过B M时，霍尔电势的非线性误差将明显增大；
6.不等位电势
在额定激励电流下，当外加磁场为零时，霍尔输出端之间的开路电压称为不等位电势7.霍尔电势温度系数；
在一定磁场强度和激励电流的作用下，温度每变化1︒C时霍尔电势变化的百分数称为霍尔电势温度系数。

第三节霍尔集成电路
霍尔集成电路（又称霍尔IC）特点：体积小、灵敏度高、输出幅度大、温漂小、对电源稳定性要求低等。

霍尔集成电路分类：线性型和开关型两大类。

内部结构：前者是将霍尔元件和恒流源、线性差动放大器等做在一个芯片上，开关型霍尔集成电路是将霍尔元件、稳压电路、放大器、施密特触发器、OC门（集电极开路输出门）等电路做在同一个芯片上。

第四节霍尔传感器的应用
讨论霍尔传感器的主要用途：
1）维持I、θ不变，则E H=f（B），这方面的应用有：测量磁场强度的高斯计、测量转速的霍尔转速表、磁性产品计数器、霍尔式角编码器以及基于微小位移测量原理的霍尔式加速度计、微压力计等。

2）维持I、B不变，则E H=f（θ），这方面的应用有角位移测量仪等。

3）维持θ不变，则E H=f（IB），即传感器的输出E H与I、B的乘积成正比，这方面的应用有模拟乘法器、霍尔式功率计等。

一、角位移测量仪（实物）
霍尔器件与被测物连动，而霍尔器件又在一个恒定的磁场中转动，于是霍尔电势E H就反映了转角θ的变化。

二、霍尔转速表（实物）
在被测转速的转轴上安装一个齿盘，也可选取机械系统中的一个齿轮，将线性形霍尔器件及磁路系统靠近齿盘。

三、霍尔式微压力传感器（实物）
当被测压力为零时，霍尔元件的上半部分感受的磁力线方向为从左至右，而下半部分感受的磁力线方向为从右至左，它们的方向相反，而大小相等，相互抵消，霍尔电势为零。

四、霍尔式无触点汽车电子点火装置（实物）
传统的汽车发动机点火装置采用机械式分电器，它由分电器转轴凸轮来控制合金触点的闭、合。

存在着易磨损、点火时间不准确、触点易烧坏、高速时动力不足等缺点。

采用霍尔式无触点电子点火装置能较好地克服上述缺点
五、霍尔式无刷电动机（实物）
霍尔式无刷电动机取消了换向器和电刷，而采用霍尔元件来检测转子和定子之间的相对位置，其输出信号经放大、整形后触发电子线路，从而控制电枢电流的换向，维持电动机的正常运转。

六、霍尔式接近开关（实物）
用霍尔IC也能完成接近开关的功能，但是它只能用于铁磁材料，并且还需要建立一个较强的闭合磁场。

作业：P135：2、3、5；课堂讨论：4、6。

일。