百度百科:霍爾元件的工作原理 簡述
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首先,介紹霍爾效應
了解霍爾元件的工作原理讓我們先從學習霍爾效應開始吧。
霍爾效應是電磁效應的一種,這一現(xiàn)象是美國物理學家霍爾于1879年在研究金屬的導電機制時發(fā)現(xiàn)的。當電流垂直于外磁場通過半導體時,載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn),垂直于電流和磁場的方向會產(chǎn)生一附加電場,從而在半導體的兩端產(chǎn)生電勢差,這一現(xiàn)象就是霍爾效應,這個電勢差也被稱為霍爾電勢差。
霍爾元件
根據(jù)霍爾效應做成的霍爾器件,就是以磁場為工作媒介,將物體的運動參量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字電壓的形式輸出,使之具備傳感和開關的功能。按照霍爾元件的功能可將它分為霍爾線性元件和霍爾開關元件,前者輸出模擬量,后者輸出數(shù)字量。
01. 霍爾線性元件
線性型霍爾元件的內(nèi)部構成主要包括:穩(wěn)壓電路、線性霍爾元件、運算放大器三大部分。其輸入是磁感應強度,輸出是和輸入量成正比的電壓。這類電路有很高的靈敏度和優(yōu)良的線性度,適用于各種磁場檢測。線性霍爾元件會根據(jù)磁場的強弱觸發(fā)出拋物線式的行程,比如電動車的加速把就是用線性霍爾元件,可以根據(jù)磁場的變化使速度從0加到最大,但是磁場強度超過某區(qū)間最高點時,速度始終保持不變。
02. 霍爾開關
開關型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、放大器、斯密特觸發(fā)器和輸出級組成。
當磁性物件移近霍爾開關時,開關檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應而使開關內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化,由此識別附近有磁性物體存在,進而控制開關的通或斷。這種接近開關的檢測對象必須是磁性物體。
霍爾元件是一種基于霍爾效應的磁傳感器,用它可以檢測磁場及其變化,可在各種與磁場有關的場合中使用。霍爾元件具有許多優(yōu)點,它結(jié)構牢固,體積小,重量輕,壽命長,安裝方便,功耗小,頻率高(可達1MHZ),耐震動,不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。
霍爾元件應用范圍極其廣泛,如在汽車分電器上作信號傳感器、ABS系統(tǒng)中的速度傳感器、汽車速度表和里程表、液體物理量檢測器、各種用電負載的電流檢測及工作狀態(tài)診斷、發(fā)動機轉(zhuǎn)速及曲軸角度傳感器、各種開關,等等。
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