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
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 E=0
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
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。 霍尔效应原理图
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
6 A、B-霍尔电极C、D-控制电极 设图中的材料是N型半导体，导电的载流子 是电子。在z轴方向的磁场作用下，电子将受 到一个沿y轴负方向力的作用，这个力就是洛 仑兹力。它的大小为： F=qvB
z x y I A D B C B b d l UH A、B-霍尔电极 C、D-控制电极 设图中的材料是Ｎ型半导体，导电的载流子 是电子。在ｚ轴方向的磁场作用下，电子将受 到一个沿ｙ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U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U与元件的尺寸有关。 d愈小，K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
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U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 Iom=b2AdAT/p 霍尔元件在最大允许温升下的最大开路 霍尔电压： UHm=4p2bBV2A△T1d
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 I cm = b 2AdT / 霍尔元件在最大允许温升下的最大开路 霍尔电压： UHm bB 2A T / d 2 1 =
霍尔元件的组成：由霍尔片、四根引线和壳 体组成，如下图示。 Integrated Magnetic Field Concentrators SMD Contacts External Field
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 霍尔立多传感器
3、霍尔传感器的应用 1）测位移
2)测转角
2）测转角