磁电式传感器ppt课件

1、磁电式传感器磁电式传感器1磁敏式传感器磁敏式传感器2deWdt 一、工作原理一、工作原理 根据电磁感应定律，当根据电磁感应定律，当w w 匝线圈在恒定匝线圈在恒定磁场内运动时，设穿过线圈的磁通为磁场内运动时，设穿过线圈的磁通为，则，则线圈内的感应电势线圈内的感应电势e e与磁通变化率与磁通变化率d/dtd/dt有有如下关系：如下关系： 根据这一原理，可设计成两种结构：根据这一原理，可设计成两种结构：磁电式传感器磁电式传感器1（一恒定磁通磁电式传感器（一恒定磁通磁电式传感器动圈式动圈式动铁式动铁式 这种传感器工作磁场恒定，线圈和磁铁两者这种传感器工作磁场恒定，线圈和磁铁两者间产生相对运动，切割磁

2、场线而产生感应电势。间产生相对运动，切割磁场线而产生感应电势。二、结构与分类二、结构与分类恒磁通式和变磁通式恒磁通式和变磁通式sinWBLve sinWBLve 恒磁通式磁电传感器的结构原理图恒磁通式磁电传感器的结构原理图tWBAesin（二变磁通式磁电式传感器磁阻式）（二变磁通式磁电式传感器磁阻式） 线圈和磁铁部分都是静止的，与被测物连线圈和磁铁部分都是静止的，与被测物连接而运动的部分是用导磁材料制成的，在运动接而运动的部分是用导磁材料制成的，在运动中，它们改变磁路的磁阻，因而改变贯穿线圈中，它们改变磁路的磁阻，因而改变贯穿线圈的磁通量，在线圈中产生感应电动势。的磁通量，在线圈中产生感应电动

3、势。1 1永久磁铁永久磁铁2 2软铁软铁3 3感应线圈感应线圈4 4齿轮齿轮 磁电式传感器磁电式传感器1磁敏式传感器磁敏式传感器2磁敏式传感器磁敏式传感器2LbdBIHEIHUxyz半导体半导体IUHbldIFLFEvBevBFLbUeeEFHHEELFFvbBUHUHbldIFLFEvBvbBUHvbdneInedIBUHnedIBUHdIBRUHH霍尔系霍尔系数数IBKUHHneRH1neddRKHH1灵敏度系灵敏度系数数半导体半导体绝缘体绝缘体 金金 属属ICDABIUHBUHBR EWLRIBHUdIBRUHHV15V151R3R4R2RfR1234V15V151R3R4R2R1234

4、ICD0UAB1R2R4R3RWCDABICDABW1R2R4R3RWCDABICDABW1R2R4R3RWCDABICDABW1R3R4R2RCDABICD0UABpIpRHUIHILRHUII霍尔元件霍尔元件测量线路测量线路集成霍尔传感器集成霍尔传感器 集成霍尔传感器具有体积小、重量轻、集成霍尔传感器具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高等优点。功耗低、可靠性高等优点。1. 1. 开关型集成霍尔传感器开关型集成霍尔传感器 开关型集成霍尔传感器是把霍尔元件的开关型集成霍尔传感器是把霍尔元件的输出经过处理后输出一个高电平或低电平的输出经过处理后输出一个高电平或低电平的数字信号。（开关信号）数字信

5、号。（开关信号） ccV1稳压稳压23地输出VT霍尔元件放大整形稳压器、霍尔片、稳压器、霍尔片、差分放大器，施差分放大器，施密特触发器和输密特触发器和输出级等部分组成。出级等部分组成。ccV1稳压稳压23地输出VT霍尔元件放大整形）（TB）（VUOUTONOFFOPBRPBHBOPBRPBHBOPBB RPBB ccVOUTV稳压稳压地123Bx0NNSSIx磁钢HH1UKBIK B 2BK x H12UK K xKx 3411CMSL3501A1RP2RP1R2R474720k10p1000uA100S5678IKIC1dBIRUCHHPKIVKKdRH21VRLRBVIVKB2转角HV02

6、转角HV0NS霍尔元件永磁体被测轴NS被测轴霍尔元件永磁体HVIBCII霍尔元件通电导线导磁铁芯控制电路锅炉电磁阀投牌口水龙头水瓶收牌箱磁铁磁传感器滑槽)273. 01 (220BBB0B0B2220)(273.0BkB磁阻)1 . 0(TB ）电阻（）温度（ CPNI区rPNPN结型的磁电结型的磁电转换元件转换元件PNI区rPNH+电流电流（b）i iPNH-电流电流（c）i iPNH=0电流电流（a）i i电子电子空穴空穴复合区复合区 磁敏二极管在正、反向磁场作用下，其电磁敏二极管在正、反向磁场作用下，其电流发生变化，于是就实现磁电转换。流发生变化，于是就实现磁电转换。H=0PNi iH+

7、PNi iH-PNi iIkGs2kGs5 . 1kGs10kGs5 . 0kGs5 . 0kGs2kGs5 . 1kGs1kGs5 . 1）电压（VOUTV)(TB）（VVOUT）（ CTVVbcePNNIrbcePNNrbcexy复合基区输运基区IPNNrbcexy复合基区输运基区HPNNrbcexy复合基区输运基区HPNNrbcexy复合基区输运基区i 磁敏三极管在正、反向磁场作用下，其集磁敏三极管在正、反向磁场作用下，其集电极电流出现明显变化，于是就实现磁电转换。电极电流出现明显变化，于是就实现磁电转换。PNNrbcexy复合基区iPNNrbcexy复合基区HPNNrbcexy复合基区

8、H显示显示仪表仪表激励线圈放大器铁芯钢棒磁敏二极管探头显示显示仪表仪表激励线圈放大器铁芯钢棒裂纹磁敏二极管探头1.1.磁电式传感器磁电式传感器2.2.磁敏式传感器磁敏式传感器（了解）（了解）（重点）（重点）了解：了解： 工作原理工作原理 误差及其补偿误差及其补偿了解：了解： 结构特性及应用结构特性及应用1. 1. 若一个霍尔器件的若一个霍尔器件的KH=4mV/(mAKH=4mV/(mAkGs)kGs)，控，控制电流制电流I=3mAI=3mA，将它置于，将它置于1Gs1Gs5KGs5KGs变化的磁场变化的磁场中，它输出的霍尔电势范围多大？中，它输出的霍尔电势范围多大？2. 2. 已知某霍尔元件尺寸为长已知某霍尔元件尺寸为长L=10mmL=10mm，宽，宽b=3.5mmb=3.5mm，厚，厚d=1mmd=1mm。沿。沿L L方向通以电流方向通以电流I=1.0mAI=1.0mA，在垂直于在垂直于L Lb b方向上加均匀磁场方向上加均匀磁场B=0.3TB=0.3T，输出，输出霍尔电势霍尔电势UH=6.55mVUH=6.55mV。求该霍尔元件的灵敏度。求该霍尔元件的灵敏度系数系数KHKH和载流子浓度和载流子浓度n n是多少？是多少？2.2.霍尔电势的大小与方向和那些因素有关？霍尔电势的大小与