【华东交通大学机械工程测试技术常用传感器PPT学习教案】主要介绍了霍耳磁敏传感器的相关知识。霍耳效应是指当一个通电的导体或半导体在垂直于电流和磁场的方向上,由于洛仑兹力的作用会产生电动势的现象。霍耳磁敏传感器的工作原理基于霍耳效应,其中霍耳片的长度、宽度和厚度对传感器性能有直接影响。当电流通过霍耳片,且存在磁感应强度B时,电子会受到洛仑兹力的作用,形成霍耳电势VH。霍耳电势与电流I、磁感应强度B的乘积成正比,与霍耳片的厚度d成反比。
霍耳系数RH由载流子材料的物理性质决定,包括材料的电阻率ρ、载流子浓度n、载流子迁移率μ等。霍耳器件的乘积灵敏度KH表示在单位磁感应强度和单位控制电流下的霍耳电势大小,而磁场灵敏度KB和电流灵敏度KI分别对应于磁场或电流变化时的电势响应。
霍耳磁敏传感器具有以下基本特性:
1. 直线性:输出电势VH与基本参数I、V、B之间呈线性关系。
2. 灵敏度:乘积灵敏度KH、磁场灵敏度KB和电流灵敏度KI分别衡量不同条件下的电势响应。
3. 额定电流:传感器允许的最大控制电流,超过此值可能导致温升。
4. 最大输出功率:当霍耳电极间的内阻等于负载电阻时达到最大。
5. 最大效率:输出与输入功率的比例,最大效率发生在最大输出功率时。
6. 负载特性:负载电阻影响实际霍耳电势,可能导致非线性关系。
7. 温度特性:霍耳电势或灵敏度随温度变化的特性,需要考虑温度补偿。
实际应用中,霍耳磁敏传感器可用于测量磁场强度,可作为电流传感器或磁场传感器使用,其性能参数如灵敏度、负载特性及温度特性等决定了其在不同场景下的适用性和精度。在设计和选择霍耳磁敏传感器时,需综合考虑这些特性以满足具体应用需求。