5.2霍爾傳感器5.2.1霍爾傳感器工作原理5.2.2霍爾元件的結(jié)構(gòu)和基本電路5.2.3霍爾元件的主要特性參數(shù)5.2.4霍爾元件誤差及補(bǔ)償5.2.5霍爾式傳感器的應(yīng)用下一頁返回5.2.1霍爾傳感器工作原理 半導(dǎo)體薄片置于磁場(chǎng)中，當(dāng)它的電流方向與磁場(chǎng)方向不一致時(shí)，半導(dǎo)體薄片上平行于電流和磁場(chǎng)方向的兩個(gè)面之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱霍爾效應(yīng)。產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱霍爾電勢(shì)半導(dǎo)體薄片稱霍爾元件上一頁下一頁返回霍爾效應(yīng)原理上一頁下一頁返回霍爾電勢(shì)霍爾常數(shù)霍爾常數(shù)大小取決于導(dǎo)體的載流子密度：金屬的自由電子密度太大，因而霍爾常數(shù)小，霍爾電勢(shì)也小，所以金屬材料不宜制作霍爾元件。霍爾電勢(shì)與導(dǎo)體厚度d成反比：為了提高霍爾電勢(shì)值，霍爾元件制成薄片形狀。霍爾元件靈敏度（靈敏系數(shù)）半導(dǎo)體中電子遷移率（電子定向運(yùn)動(dòng)平均速度）比空穴遷移率高，因此N型半導(dǎo)體較適合于制造靈敏度高的霍爾元件，上一頁下一頁返回5.2.2霍爾元件的結(jié)構(gòu)和基本電路霍爾元件上一頁下一頁返回5.2.3霍爾元件的主要特性參數(shù)當(dāng)磁場(chǎng)和環(huán)境溫度一定時(shí):霍爾電勢(shì)與控制電流I成正比當(dāng)控制電流和環(huán)境溫度一定時(shí):霍爾電勢(shì)與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比當(dāng)環(huán)境溫度一定時(shí):輸出的霍爾電勢(shì)與I和B的乘積成正比測(cè)量以上電阻時(shí)，應(yīng)在沒有外磁場(chǎng)和室溫變化的條件下進(jìn)行。

上一頁下一頁返回霍爾元件的主要特性參數(shù)：(1)輸入電阻和輸出電阻

輸入電阻：控制電極間的電阻

輸出電阻：霍爾電極之間的電阻(2)額定控制電流和最大允許控制電流

額定控制電流：當(dāng)霍爾元件有控制電流使其本身在空氣中產(chǎn)生10℃溫升時(shí)，對(duì)應(yīng)的控制電流值

最大允許控制電流：以元件允許的最大溫升限制所對(duì)應(yīng)的控制電流值上一頁下一頁返回(3)不等位電勢(shì)Uo和不等位電阻ro

不等位電勢(shì)：當(dāng)霍爾元件的控制電流為額定值時(shí)，若元件所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，測(cè)得的空載霍爾電勢(shì)。不等位電勢(shì)是由霍爾電極2和之間的電阻決定的，r0稱不等位電阻

上一頁下一頁返回5.3.4霍爾元件誤差及補(bǔ)償1.不等位電勢(shì)誤差的補(bǔ)償2.溫度誤差及其補(bǔ)償上一頁下一頁返回1.不等位電勢(shì)誤差的補(bǔ)償可以把霍爾元件視為一個(gè)四臂電阻電橋，不等位電勢(shì)就相當(dāng)于電橋的初始不平衡輸出電壓。上一頁下一頁返回電勢(shì)的補(bǔ)償電路對(duì)稱電路

當(dāng)溫度變化時(shí)，補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)定性要好些上一頁下一頁返回減小霍爾元件的溫度誤差選用溫度系數(shù)小的元件采用恒溫措施采用恒流源供電上一頁下一頁返回恒流源溫度補(bǔ)償霍爾元件的靈敏系數(shù)也是溫度的函數(shù)，它隨溫度的變化引起霍爾電勢(shì)的變化，霍爾元件的靈敏系數(shù)與溫度的關(guān)系KH0為溫度T0時(shí)的KH值；溫度變化量；霍爾電勢(shì)的溫度系數(shù)。上一頁下一頁返回大多數(shù)霍爾元件的溫度系數(shù)α是正值時(shí)，它們的霍爾電勢(shì)隨溫度的升高而增加（1+α△t）倍。同時(shí)，讓控制電流I相應(yīng)地減小，能保持KHI不變就抵消了靈敏系數(shù)值增加的影響?？刂齐娏鳒囟壬絋時(shí)，電路中各參數(shù)變?yōu)樯弦豁撓乱豁摲祷販囟葹門0時(shí)霍爾元件輸入電阻溫度系數(shù)；分流電阻溫度系數(shù)。

為使霍爾電勢(shì)不變，補(bǔ)償電路必須滿足:升溫前、后的霍爾電勢(shì)不變，經(jīng)整理，忽略高次項(xiàng)后得

上一頁下一頁返回5.2.5霍爾式傳感器的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn):

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，頻帶寬，動(dòng)態(tài)特性好和壽命長(zhǎng)應(yīng)用：電磁測(cè)量：測(cè)量恒定的或交變的磁感應(yīng)強(qiáng)度、有功功率、無功功率、相位、電能等參數(shù)；自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)：多用于位移、壓力的測(cè)量。上一頁下一頁返回1.微位移和壓力的測(cè)量測(cè)量原理： 霍爾電勢(shì)與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，若磁感應(yīng)強(qiáng)度是位置的函數(shù)，則霍爾電勢(shì)的大小就可以用來反映霍爾元件的位置。應(yīng)用： 位移測(cè)量、力、壓力、應(yīng)變、機(jī)械振動(dòng)、加速度上一頁下一頁返回產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)的示意圖位移量較小，適于測(cè)量微位移和機(jī)械振動(dòng)上一頁下一頁返回加速度傳感器上一頁下一頁返回2.磁場(chǎng)的測(cè)量 在控制電流恒定條件下，霍爾電勢(shì)大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，由于霍爾