掌握霍尔式传感器光纤传感器课件.ppt

学习情境五：数字式转速表测速系统,目的要求 掌握霍尔式传感器、光纤传感器、红外线传感器原理应用。学习重点霍尔式传感器的应用。学习建议通过设计组装电路全面掌握霍尔式传感器学习内容（一）电路原理分析（二）电路设计（三）元件参数分析（四）电路组装调试,1、霍尔传感器的工作原理,1）概述：霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，得到广泛的应用。可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。,2）特点：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，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。,3）霍尔元件,金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。,设图中的材料是型半导体，导电的载流子是电子。在轴方向的磁场作用下，电子将受到一个沿轴负方向力的作用，这个力就是洛仑兹力。它的大小为：FL=qvB,通过以上分析可知：,1）霍尔电压UH与材料的性质有关，霍尔元件一般采用N型半导体材料。2）霍尔电压UH与元件的尺寸有关。d 愈小，KH 愈大，霍尔灵敏度愈高，所以霍尔元件的厚度都比较薄，但d太小，会使元件的输入、输出电阻增加。霍尔电压UH与控制电流及磁场强度有关。控制电流恒定时愈大愈大。当磁场改变方向时，也改变方向。,2、霍尔元件,霍尔电压UH正比于控制电流和磁感应强度。在实际应用中，总是希望获得较大的霍尔电压。,通过霍尔元件的最大允许控制电流为,霍尔元件在最大允许温升下的最大开路霍尔电压：,霍尔元件的组成：由霍尔片、四根引线和壳体组成，如下图示。,3、霍尔传感器的应用,1）测位移,2）测转角,叶片和齿轮位置传感器,3）测转角或转速,案例：汽车速度测量:,4、测量原理,5、测量转速电路的设计,6、元件简介,1）KMI15,2）LM393,小结：本次训练主要讲解了霍尔传感器的结构原理，介绍了霍尔传感器的选择应用，进行测速电路的设计与制作，进行速度的测量，同学们课后要重视查找相关资料，注重知识的积累。,思考题1.什么是霍尔效应？2.为什么导体材料和绝缘体材料均不宜做成霍尔元件？3.为什么霍尔元件一般采用N型半导体材料？4.霍尔灵敏度与霍尔元件厚度之间有什么关系？5.什么是霍尔元件的温度特性？如何进行补偿？6.集成霍尔传感器有什么特点？,