我是靠谱客的博主 霸气世界,最近开发中收集的这篇文章主要介绍传感技术复习笔记(6)——磁电式传感器1 基本原理2 结构形式的分类3 霍尔效应4 为什么半导体的霍尔效应明显,觉得挺不错的,现在分享给大家,希望可以做个参考。

概述

1 基本原理

  • 磁电式传感器是通过磁电作用将被测量(如振动、位移、转速等)转换成电信号的一种传感器。
  • 磁电式传感器是利用电磁感应原理,将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器。它不需要辅助电源,就能把被测对象的机械能转换成易于测量的电信号,是一种有源传感器。
  • 磁电式传感器有时也称作电动式或感应式传感器, 它只适合进行动态测量。由于它有较大的输出功率,故配用电路较简单;零位及性能稳定。
  • 其主要原理是利用磁通量的改变。

2 结构形式的分类

2.1 变磁通式结构

  • 永久磁铁1(俗称“磁钢”)与线圈4(缠绕在磁轭2上)均固定,动铁心3(衔铁)的运动使气隙5和磁路磁阻变化,引起磁通变化而在线圈中产生感应电势,因此又称变磁阻式结构。
    在这里插入图片描述

2.2 恒磁通式结构

  • 工作气隙中的磁通恒定,感应电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。
    在这里插入图片描述

3 霍尔效应

  • 在半导体薄片中通以电流I,在与薄片垂直方向加磁场B,则在半导体薄片的另外两端,产生一个大小与控制电流I和B乘积成正比的电动势,这种现象称为霍尔效应。该电势称为霍尔电势,该薄片称为霍尔元件。
    在这里插入图片描述
  • 方向判断:根据左手定则,当磁场穿过掌心,四指指向电流方向,大拇指所指的方向为带电粒子收到洛伦兹力的方向。在本图中,电流向左,磁场向上,所以粒子的运动方向为FL方向,由于载流子是电子,所以后面积累负电荷,前边积累正电荷,形成电势差。
  • 定向运动的电子除受到洛仑兹力外,还受到霍尔电场的作用,当FL=FE时,达到平衡。

4 为什么半导体的霍尔效应明显

  • RH称为霍尔常数,很明显,霍尔常数由半导体材料性质决定,且它决定霍尔电势的强弱。KH称为霍尔片的灵敏度,就是在单位磁感应强度和单位控制电流作用时,所能输出的霍尔电势的大小。 K H = R H / d K_H=R_H/d KH=RH/d
  • R H = ρ μ R_H=rho mu RH=ρμ,材料电阻率ρ;载流子迁移率μ;
  • 金属材料电子μ很高但ρ很小;绝缘材料ρ很高但μ很小;故为获得较强霍尔效应,半导体材料为最佳霍尔传感器的材料。
  • 半导体的电子迁移率远大于空穴,所以N型半导体居多。
  • 故霍尔元件一般用半导体制作,且愈小(薄),灵敏度愈高

最后

以上就是霸气世界为你收集整理的传感技术复习笔记(6)——磁电式传感器1 基本原理2 结构形式的分类3 霍尔效应4 为什么半导体的霍尔效应明显的全部内容,希望文章能够帮你解决传感技术复习笔记(6)——磁电式传感器1 基本原理2 结构形式的分类3 霍尔效应4 为什么半导体的霍尔效应明显所遇到的程序开发问题。

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