霍尔位移传感器的设计.docx

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霍尔位移传感器的设计

霍尔位移传感器的设计

学院（系）：

电气信息工程学院

年级专业：

电自09102

学号：

40309201

学生姓名：

黄晶晶

摘要:

霍尔传感器是基于霍效应而将被测量转化成电动势输出的一种传感器。

霍尔元件已发展成一个品种多样的磁传感器产品簇，并且得到广泛的应用。

霍尔器件是一种磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，可以在各种与磁有关的场合中使用。

霍尔期间以霍尔效应为其工作原理。

本文主要研究霍尔位移传感器的设计。

如图所示，被测物体分别与恒定电流I和恒定磁场B垂直。

当被测物体相对于原来位置有微小位移变化时，会产生变化的磁通量，会在导体垂直于磁场和电流的两个端面之间产生电势差，即UH（霍尔电压）。

本文主要研究微小位移与霍尔电压的关系来设计霍尔位移传感器。

关键字：

霍尔传感器位移霍尔电压

霍尔效应原理图

正文：

一．霍尔传感器的工作原理

1、霍尔效应

如霍尔效应原理图所示，在半导体薄片两端通以恒定电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为UH的霍尔电压，它们之间的关系为UH=KHIBCOSA，式中KH称为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关。

上述效应称为霍尔效应，它是德国物理学家霍尔于1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。

I为所加的电流（一般为恒流源），B为均匀磁场，A为磁场与法线的夹角。

EH为电场（图中所示）

2、霍尔元件

霍尔元件是半导体四端薄片，一般做成正方形，在薄片的相对两侧对称的焊上两对电极引出线（一对称激励电流端，另一对称霍尔电势输出端），如下图所示。

霍尔元件结构

3、霍尔元件的主要特性及材料

1）霍尔元件的主要特性参数

灵敏度KH：

表示元件在单位的磁感应强度和单位控制电流所得到的开路霍尔电动势

霍尔输入电阻：

霍尔控制及间的电阻值