傳感器原理與電路設(shè)計(jì)第14講磁敏

1、第7章磁敏式傳感器 12.01.20151第14講GMES 2008目錄磁敏式傳感器0.磁敏式傳感器磁敏式傳感器磁敏式傳感器：對(duì)磁場(chǎng)參量(磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通 )敏感、通過(guò)磁電作用將被測(cè)量(如振動(dòng)、位移、轉(zhuǎn)速)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件或裝置。磁電作用主要有：電磁感應(yīng) 和 霍爾效應(yīng)相應(yīng)的傳感器有：磁電感應(yīng)式傳感器 霍爾式傳感器第7章磁敏式傳感器 12.01.20152第14講GMES 2008目錄磁敏式傳感器1.磁電感應(yīng)式傳感器磁敏式傳感器磁電感應(yīng)式傳感器又稱(chēng)磁電式傳感器，是利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)量（如振動(dòng)、位移、轉(zhuǎn)速等）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種傳感器。它不需要輔助電源，就能把被測(cè)對(duì)象的機(jī)械量轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的

2、電信號(hào)，是一種有源傳感器。 由于它輸出功率大，且性能穩(wěn)定，具有一定的工作帶寬(101000 Hz)，所以得到普遍應(yīng)用。工作原理：根據(jù)電磁感應(yīng)定律， 當(dāng)導(dǎo)體在穩(wěn)恒均勻磁場(chǎng)中，沿垂直磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)為E tNEddNBLvENBSEB、L、S、N均為確定值，E與v或成正比第7章磁敏式傳感器 12.01.20153第14講GMES 2008目錄磁敏式傳感器1.磁電感應(yīng)式傳感器磁敏式傳感器電磁流量計(jì)：測(cè)量導(dǎo)電液體流量vNS測(cè)量?jī)x表當(dāng)被測(cè)導(dǎo)電液體流經(jīng)管道時(shí)，切割磁力線(xiàn)，在和磁場(chǎng)及流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，其值與被測(cè)流體的流速成正比。第7章磁敏式傳感器 12.01.2015

3、4第14講GMES 2008目錄磁敏式傳感器2.霍爾式傳感器磁敏式傳感器一、霍爾效應(yīng)：當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)方向通過(guò)導(dǎo)體或半導(dǎo)體薄片時(shí),在垂直于電流和磁場(chǎng)方向的兩側(cè)產(chǎn)生電勢(shì)差的現(xiàn)象?；魻栃?yīng)的產(chǎn)生是由于運(yùn)動(dòng)電荷受磁場(chǎng)中洛倫茲力作用的結(jié)果。1.洛侖茲力設(shè)霍耳片長(zhǎng)度l，寬度b，厚度d，電子(電量為e)以勻速v運(yùn)動(dòng)，則在垂直方向施加的磁感應(yīng)強(qiáng)度B作用下，它受到洛侖茲力eBvfL第7章磁敏式傳感器 12.01.20155第14講GMES 2008目錄磁敏式傳感器2.霍爾式傳感器磁敏式傳感器2.電場(chǎng)力在洛侖茲力fL作用下，電子除沿電流反方向移動(dòng)，還向?qū)щ婓w內(nèi)側(cè)面漂移，而外側(cè)表面則積累了正電荷，形成了附加內(nèi)電

4、場(chǎng)EH，稱(chēng)為霍爾電場(chǎng)。在霍爾電場(chǎng)作用下，電子將受到一個(gè)與洛侖茲力相反的電場(chǎng)力。阻止電荷繼續(xù)積累到側(cè)表面，最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)霍爾電動(dòng)勢(shì)為UH。LHEfbeUf/vBbUH則可求：電場(chǎng)力為：第7章磁敏式傳感器 12.01.20156第14講GMES 2008目錄磁敏式傳感器2.霍爾式傳感器磁敏式傳感器3.霍爾系數(shù)RH及霍爾靈敏度KH當(dāng)電子濃度為n，平均速度為v，根據(jù)電流定義，電流為單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)導(dǎo)體截面積的電荷量vBbUHnevbdInebdIv則可得代入IBKdIBRnedIBUHHH得上式中neR1HnedK1H一般用N型半導(dǎo)體第7章磁敏式傳感器 12.01.20157第14講GMES 2008目錄磁敏式傳感器2.霍爾式傳感器磁敏式傳感器4.霍爾元件結(jié)構(gòu)及特性霍爾片、4根引線(xiàn)和殼體組成abcd第7章磁敏式傳感器 12.01.20158第14講GMES 2008目錄磁敏式傳感器2.霍爾式傳感器