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传感器原理及应用6.1磁电感应式传感器磁通量的变化可以通过很多办法来实现,如磁铁与线圈之间作相对运动;磁路中磁阻的变化;恒定磁场中线圈面积的变化等,一般可将磁电感应式传感器分为恒磁通式和变磁通式两类。磁铁与线圈相对运动使线圈切割磁力线,产生与运动速度dx/dt成正比的感应电动势E,其大小为双端输入、单端输出运放 对上式求温度的导数得,要使温度变化时霍尔电压不变,必须使外接电阻: 霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高(可达 霍尔器件具有许多优点,它们的结构牢固,体积小,重量轻,寿命长,安装方便,功耗小,频率高(可达1MHz),耐振动,不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。 在振动强的场合往往采用闭磁路式转速传感器。 1)采用恒压源和输入回路串联电阻 不同结构的恒磁通磁电感应式传感器的频率响应特性是有差异的,但一般频响范围为几十赫至几百赫。 式中:Ro0为温度t0时的霍尔元件输出电阻。 3磁电感应式传感器的应用 可以推出,霍尔电动势UH的大小为: 由于热敏电阻具有负温度系数,电阻丝具有正温度系数,可采用输入回路串接热敏电阻,输入回路并接电阻丝,或输出端串接热敏电阻对具有负温度系数的锑化铟材料霍尔元件进行温度补偿。 霍尔元件的输出电阻Ro和霍尔电动势UH都是温度的函数(设为正温度系数),当霍尔元件接有负载RL时,在RL上的电压为: 霍尔片是一块矩形半导体单晶薄片(一般为4mm×2mm×0. 磁铁与线圈相对运动使线圈切割磁力线,产生与运动速度dx/dt成正比的感应电动势E,其大小为 1恒磁通式磁电感应传感器结构与工作原理 霍尔线性器件的精度高、线性度好; 与一般半导体一样,由于电阻率、迁移率以及载流子浓度随温度变化,所以霍尔元件的性能参数如输入、输出、电阻、霍尔常数等也随温度而变化,致使霍尔电动势变化,产生温度误差。开磁路式转速传感器结构比较简单,但输出信号小,另外当被测轴振动比较大时,传感器输出波形失真较大。在振动强的场合往往采用闭磁路式转速传感器。被测转轴带动椭圆形测量轮5在磁场气隙中等速转动,使气隙平均长度周期性地变化,因而磁路磁阻和磁通也同样周期性地变化,则在线圈3中产生感应电动势,其频率f与测量轮5的转速n(r/min)成正比,即f=n/30。在这种结构中,也可以用齿轮代替椭圆形测量轮5,软铁(极掌)制成内齿轮形式,这时输出信号频率f同前式。2.振动测量 3.扭矩测量6.2霍尔式传感器金属材料中的自由电子浓度n很高,因此RH很小,不宜作霍尔元件。 (3)霍尔输出电阻Rout:霍尔输出电极间的电阻值。 实际应用时由于控制电流引线也产生磁场,使元件左右两半场强不等,因而有霍尔电动势输出,这一输出电动势即是自激场零电动势。 而不等位电动势所造成的零位误差,则必须通过补偿电路给予克服。 哪种材料制作的霍尔元件温度误差小 采用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽,可达-55~+150℃。 磁铁与线圈相对运动使线圈切割磁力线,产生与运动速度dx/dt成正比的感应电动势E,其大小为 测量齿轮4安装在被测转轴上与其一起旋转。 哪种材料制作的霍尔元件灵敏度高 由于热敏电阻具有负温度系数,电阻丝具有正温度系数,可采用输入回路串接热敏电阻,输入回路并接电阻丝,或输出端串接热敏电阻对具有负温度系数的锑化铟材料霍尔元件进行温度补偿。 为磁场和薄片法线夹角。 (a)3脚元件(b)4脚元件(c)5脚元件 与一般半导体一样,由于电阻率、迁移率以及载流子浓度随温度变化,所以霍尔元件的性能参数如输入、输出、电阻、霍尔常数等也随温度而变化,致使霍尔电动势变化,产生温度误差。当有图示方向磁场B作用时霍尔线性器件的精度高、线性度好; 3磁电感应式传感器的应用 磁电感应式传感器是以电磁感应原理为基础的。 恒磁通式磁电感应传感器结构中,工作气隙中的磁通恒定,感应电动势是由于永久磁铁与线圈之间有相对运动——线圈切割磁力线而产生。 1.霍尔元件的零位误差与补偿 结论:霍尔电势与输入电流I、磁感应强度B成正比,且当B的方向改变时,霍尔电势的方向也随之改变。 磁铁与线圈相对运动使线圈切割磁力线,产生与运动速度dx/dt成正比的感应电动势E,其大小为 霍尔元件有无铁心型、铁心型、测试用探针霍尔集成电路等几种类型,有3脚、4脚、5脚元件等几种结构形式,如图是3~5脚(端子)的霍尔元件的基本电路连接方法。 两种霍尔元件定电流驱动电路 1mm),经研磨抛光,然后用蒸发合金法或其他方法制作欧姆接触电极,最后焊上引线并封装。 与一般半导体一样,由于电阻率、迁移率以及载流子浓度随温度变化,所以霍尔元件的性能参数如输入、输出、电阻、霍尔常数等也随温度而变化,致使霍尔电动势变化,产生温度误差。 变磁通式磁电感应传感器一般做成转速传感器,产生感应电