霍爾傳感器 測速原理：霍爾傳感器測速原理.doc
現(xiàn)代檢測技術(shù)論文
測控11-2班
范國霞
緒論
現(xiàn)代技術(shù)關(guān)于速度的測量方法多種多樣，其中包括線速度和角速度兩個方面，速度和轉(zhuǎn)速測量在工業(yè)農(nóng)業(yè)、國防中有很多應(yīng)用，如汽車、火車、輪船及飛機等行駛速度測量；發(fā)動機、柴油機、風(fēng)力發(fā)電機等輸出軸的轉(zhuǎn)速測量等等。其中有微積分轉(zhuǎn)換法，線速度與角速度轉(zhuǎn)換方法，時間位移方法等等，下面我所介紹的是霍爾傳感器對于速度的測量方法。霍爾式傳感器是基于霍爾效應(yīng)原理設(shè)計的傳感器.
關(guān)鍵字：霍爾效應(yīng)，霍爾傳感器
霍爾傳感器
霍爾傳感器是基于霍爾效應(yīng)的一種傳感器。1879年美國物理學(xué)家霍爾首先在金屬材料中發(fā)現(xiàn)了霍爾效應(yīng)，但由于金屬材料的霍爾效應(yīng)太弱而沒有得到應(yīng)用，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，開始用半導(dǎo)體材料制成霍爾元件，由于他的霍爾效應(yīng)顯著而得到了應(yīng)用和發(fā)展。在了解霍爾傳感器之前先了解一下什么是霍爾元件以及它的基本特性。
霍爾元件的結(jié)構(gòu)很簡單，它是由霍爾片、四根引線和殼體組成的，如圖1所示。
圖1
霍爾片是一塊矩形半導(dǎo)體單晶薄片，引出四根引線：1、1ˊ兩根引線加激勵電壓或電流，稱激勵電極；2、2ˊ引線為霍爾輸出引線，稱霍爾電極。霍爾元件的殼體是用非到此金屬、陶瓷或環(huán)氧樹脂封裝的。在電路中，霍爾元件一般可用兩種符號表示，如圖1（b）所示。
霍爾元件的基本特性
（1）額定激勵電流和最大允許激勵電流 當霍爾元件自身溫度升高10℃所流過的激勵電流成為額定激勵電流。以元件允許最大溫升為限定的激勵電流稱為最大允許激勵電流。因霍爾電勢隨激勵電流增加而線性增加，所以使用中希望選用盡可能大的激勵電流，因而需要知道元件的最大允許激勵電流。
（2）輸入電阻和輸出電阻 激勵電極間的電阻稱為輸入電阻。霍爾電極輸出電勢對電路外部來說相當于一個電壓源，其電源內(nèi)阻即為輸出電阻。
（3）不等位電勢及不等為電阻 當霍爾元件的激勵電流為I時，若元件所處位置磁感應(yīng)強度為零，則它的霍爾電勢應(yīng)該為零，但實際不為零。這是測得的空載電勢稱為不等位電勢。
（4）寄生直流電勢 再外加磁場為零、霍爾元件用交流激勵時，霍爾電極輸出除了交流不等位電勢外，還有一直流電勢，稱為寄生直流電勢。
（5）霍爾電勢溫度系數(shù) 在一定磁感應(yīng)強度和激勵電流下溫度每變化1℃時，霍爾電勢變化的百分率稱為霍爾電勢溫度系數(shù)。他同時也是霍爾系數(shù)的溫度系數(shù)。
霍爾傳感器測速原理：
電流的測量采用磁平衡式霍爾電流傳感器 傳感器可測量從直流到100kHz的交流量在自動測控系統(tǒng)中,常需要測量和顯示有關(guān)電參量。目前大多數(shù)測量系統(tǒng)仍采用變壓器式電壓、電流互感器,由于互感器的非理想性,使得變比和相位測量都存在較大的誤差,常需要采用硬件或軟件的方法補償,從而增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。 采用霍爾檢測技術(shù),可以克服互感器這些缺點,能測量從直流到上百千赫茲的各種形狀的交流信號,并且達到原副邊不失真?zhèn)鬟f,同時又能實現(xiàn)主電路回路和電子控制電路的隔離,霍爾傳感器的輸出可直接與單片機接口。 因此霍爾傳感器已廣泛應(yīng)用于微機測控系統(tǒng)及智能儀表中,是替代互感器的新一代產(chǎn)品。在此提出了利用霍爾傳感器對電參量特別是對高電壓、大電流的參數(shù)的測量。 l測量原理 霍爾效應(yīng)原理 如圖所示,一個N型半導(dǎo)體薄片,長度為L,寬度為S,厚度為d,在垂直于該半導(dǎo)體薄片平面的方向上,施加磁感應(yīng)強度為B的磁場,若在長度方向通以電流Ic則運動電荷受到洛倫茲力的作用,正負電荷將分別沿垂直于磁場和電流的方向向?qū)w兩端移動,并在導(dǎo)體兩端形成一個穩(wěn)定的電動勢UH,這就是霍爾電動勢(或稱之為霍爾電壓),這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)?；魻栯妷旱拇笮H=RIB/d=KHICB,其中R為霍爾常數(shù)；KH為霍爾元件的乘積靈敏度。 2用霍爾傳感器測量電參量的原理 由霍爾電壓公式可知：對于一個成型的霍爾傳感器,乘積靈敏度KH是一恒定值,則UHICB,只要通過測量電路測出UH的大小,在B和IC兩個參數(shù)中,已知一個,就可求出另一個,因而任何可轉(zhuǎn)換成B或J的未知量均可利用霍爾元件來測量,任何轉(zhuǎn)換成B和I乘積的未知量亦可進行測量。電參量的測量就是根據(jù)這一原理實現(xiàn)的。 若控制電流IC為常數(shù)，磁感應(yīng)強度B與被測電流成正比，就可以做成霍爾電流傳感器測電流，若磁感應(yīng)強度B為常數(shù)，IC與被測電壓成正比，可制成電壓傳感器測電壓，利用霍爾電壓、電流傳感器可測交流電的功率因數(shù)、電功率和交流電的頻率。 由UH=KICB可知：若IC為直流，產(chǎn)生磁場B的電流IO為交流時，UH為交流；若IO亦為直流，則輸出也為直流。當IC為交流，IO亦為直流時，輸出與IC同頻率的交流且其幅值與被測直流IO大小成正比，改變被測電流IO的方向，輸出電壓UH極性隨之改變。故利用霍爾傳感器，既可對直流量進行測量，亦可對交流量進行測量。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖 檢測系統(tǒng)
霍爾傳感器 測速原理：霍爾傳感器測速原理
霍爾傳感器測速原理：
?
電流的測量采用磁平衡式霍爾電流
傳感
器
傳感器
可測量從直流到
100kHz
的交流量在自
動測控系統(tǒng)中
,
常需要測量和顯示有關(guān)電參量。目前大多數(shù)測量系統(tǒng)仍采用
變壓器
式電壓、
電流互感器
,
由于互感器的非理想性
,
使得變比和相位測量都存在較大的誤差
,
常需要采用硬
件或軟件的方法補償
,
從而增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。
?
?
采用霍爾檢測技術(shù)
,
可以克服互感器這些缺點
,
能測量從直流到上百千赫茲的各種形狀的
交流信號
,
并且達到原副邊不失真?zhèn)鬟f
,
同時又能實現(xiàn)主
電路
回路和電子
控制
電路的隔離
,
霍
爾傳感器的輸出可直接與
單片機
接口。
?
?
因此霍爾傳感器已廣泛應(yīng)用于微機測控系統(tǒng)及智能儀表中
,
是替代互感器的新一代產(chǎn)
品。在此提出了利用霍爾傳感器對電參量特別是對高電壓、大電流的參數(shù)的測量。
l
測量原理
?
?
1
霍爾效應(yīng)原理
?
?
如圖
1
所示
,
一個
N
型半導(dǎo)體薄片
,
長度為
L,
寬度為
S,
厚度為
d,
在垂
直于該半導(dǎo)體薄片平面的方向上
,
施加磁感應(yīng)強度為
B
的磁場
,
若在長度方向通以電流
Ic
則運
動電荷受到洛倫茲力的作用
,
正負電荷將分別沿垂直于磁場和電流的方向向?qū)w兩端移動
,
并
在導(dǎo)體兩端形成一個穩(wěn)定的電動勢
UH,
這就是霍爾電動勢
(
或稱之為霍爾電壓
),
這種現(xiàn)象稱
為霍爾效應(yīng)?；魻栯妷旱拇笮?br/>UH=RIB/d=KHICB,
其中
R
為霍爾常數(shù)；
KH
為霍爾元件的乘
積靈敏度。
?
?
2
用霍爾傳感器測量電參量的原理
?
?
由霍爾電壓公式可知：對于一個成型的霍爾傳
感器
,
乘積靈敏度
KH
是一恒定值
,
則
UH
∝
ICB,
只要通過測量電路測出
UH
的大小
,
在
B
和
IC
兩個參數(shù)中
,
已知一個
,
就可求出另一個
,
因而任何可轉(zhuǎn)換成
B
或
J
的未知量均可利用霍爾元件
來測量
,
任何轉(zhuǎn)換成
B
和
I
乘積的未知量亦可進行測量。電參量的測量就是根據(jù)這一原理實
現(xiàn)的。
?
?
若控制電流
IC
為常數(shù)，磁感應(yīng)強度
B
與被測電流成正比，就可以做成霍爾電流傳感器
測電流，若磁感應(yīng)強度
B
為常數(shù)，
IC
與被測電壓成正比，可制成電壓傳感器測電壓，利用
霍爾電壓、電流傳感器可測交流電的功率因數(shù)、電功率和交流電的頻率。
霍爾傳感器 測速原理：霍爾傳感器測速工作原理
氧化鋯氧氣分析儀工作原理和特點簡述
新物聯(lián)號：上海高傳電子 2021-10-11 共有: 125 瀏覽
氧化鋯氧氣分析儀適用于測量氣體或氣體混合物中的ppm至%氧含量。氧化鋯電池是一種電化學(xué)原電池，采用含有穩(wěn)定氧化鋯的高溫陶瓷傳感器。
Gardyn使用物聯(lián)網(wǎng)幫助您在室內(nèi)種植綠色植物
新聞來源：互聯(lián)網(wǎng)資料整理 2021-10-11 共有: 55 瀏覽
Gardyn是一種全自動垂直室內(nèi)種植系統(tǒng)。它可以讓您在 2 平方英尺的空間內(nèi)種植 30 株大型植物，無需陽光直射或水管。這是我做過的最簡單的園藝工作，我從 Gardyn 應(yīng)用程序獲得幫助，該應(yīng)用程序被稱為 Kelby，這是一款個人成長助理應(yīng)用程序。它使用 Gardyn 系統(tǒng)上的攝像頭查看我的作物，分析它們的生長情況，然后向我提供建議。
2022西安工業(yè)配件及用品展覽會
新物聯(lián)號：唐繼勇 2021-10-11 共有: 60 瀏覽
2022中國（西安）工業(yè)配件及用品展覽會將于2022年3月17-20日在西安國際會展中心隆重舉行；作為2022西部國際制造業(yè)采購大會重要組成部分，展會觀眾主要涉及行業(yè)為重工業(yè)及機械制造業(yè)，電子，汽配，家電、鋼鐵、造船、化工、加工、紡織和造紙工業(yè)為中心的客戶群體構(gòu)成了展會的主要觀眾體。
芯片級衛(wèi)星導(dǎo)航與慣導(dǎo)融合高精度通導(dǎo)一體化模組解決方案發(fā)布！
新聞來源：華大北斗 2021-10-11 共有: 91 瀏覽
2021年10月10日，在中國北斗應(yīng)用大會暨中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)第十屆年會舉辦期間，國內(nèi)主要北斗GNSS芯片及解決方案提供商華大北斗重磅發(fā)布了“芯片級衛(wèi)慣導(dǎo)融合高精度通導(dǎo)一體化模組解決方案“。
物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)銷商渠道的最佳增長策略是什么？
新聞來源：Channel Futures 2021-10-12 共有: 68 瀏覽
成長中的渠道合作伙伴一直在關(guān)注下一步和新的增長戰(zhàn)略。在許多情況下，這些策略遵循技術(shù)、營銷和銷售工具的發(fā)展。IoT（物聯(lián)網(wǎng)）是跟隨技術(shù)的趨勢。這不是一場革命；它是自撥號互聯(lián)網(wǎng)時代以來不斷發(fā)展的連接設(shè)備策略的演變。創(chuàng)新技術(shù)的采用正在推動增長，渠道合作伙伴可以為此做出巨大貢獻。
愛立信公司提出應(yīng)對企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全挑戰(zhàn)的8條建議
新聞來源：新物聯(lián)Newiot 整理 2021-10-12 共有: 78 瀏覽
預(yù)計到 2026 年將有數(shù)十億蜂窩物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備投入使用，企業(yè)需要知道如何明智地檢測和應(yīng)對物聯(lián)網(wǎng)安全挑戰(zhàn)和威脅。愛立信和 Orange Business Services 就企業(yè)在選擇物聯(lián)網(wǎng)安全解決方案以確保其物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安全和受到保護時應(yīng)考慮的標準提供了有用的指南。
三星科學(xué)家說人工智能的未來比你想象的更近
新聞來源：新物聯(lián)Newiot 整理 2021-10-12 共有: 101 瀏覽
人工智能應(yīng)用的未來不會由云中的超級計算機提供支持。相反，效率是游戲的新名稱。因此，最先進的科學(xué)主要是為了充分利用您已經(jīng)擁有的一臺計算機。你的智能手機，當然。特別是如果它是三星制造的。
2022上海國際數(shù)字信息化技術(shù)展覽會
新物聯(lián)號：昶文展覽 2021-10-12 共有: 52 瀏覽
2022上海數(shù)字信息化技術(shù)展覽會展覽面積預(yù)計達平方米，展商數(shù)量300+，將適應(yīng)數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展實際需求，緊密結(jié)合國際國內(nèi)新技術(shù)、產(chǎn)品、服務(wù)、商業(yè)模式，圍繞數(shù)字經(jīng)濟優(yōu)化生活方式、管理方式、生產(chǎn)方式，突出制造領(lǐng)域智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化建設(shè)，遵循數(shù)字經(jīng)濟全產(chǎn)業(yè)鏈布局思路，突出展示新科技成果，科學(xué)合理設(shè)置展區(qū)布局。
2022上海國際衛(wèi)星技術(shù)與設(shè)備展覽會
新物聯(lián)號：昶文展覽 2021-10-12 共有: 59 瀏覽
衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈一站式解決方案2022上海國際衛(wèi)星技術(shù)與設(shè)備展覽會定于2022年6月15-17日在上海新國際博覽中心舉辦，將有多家中外知名企業(yè)、衛(wèi)星運營商、VSAT運營商、衛(wèi)星制造商、業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成商、衛(wèi)星通信天線、動中通設(shè)備、便攜式衛(wèi)星通信站等展示新衛(wèi)星設(shè)備、應(yīng)用系統(tǒng)和科技成果。
2022中國(上海)智慧工地裝備博覽會
新物聯(lián)號：昶文展覽 2021-10-12 共有: 59 瀏覽
為順應(yīng)時代發(fā)展，2022中國(上海)智慧工地裝備博覽會 將于2022年6月15-17日上海新國際博覽中心舉行。展會將圍繞“生態(tài)城市、綠色發(fā)展”的主題，面向國際、服務(wù)全國。全方位展示工程項目系統(tǒng)化管理解決方案，為進一步分享成果智慧、加強探討交流，推動行業(yè)信息化不斷邁上新臺階。
2022上海智慧工業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)設(shè)施及技術(shù)展覽會
新物聯(lián)號：昶文展覽 2021-10-12 共有: 79 瀏覽
為順應(yīng)時代發(fā)展，2022上海智慧工業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)設(shè)施及技術(shù)展覽會 將于2022年6月15-17日上海新國際博覽中心舉行。展會專注于工業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的智能化建設(shè)，將匯聚優(yōu)質(zhì)的安防監(jiān)控、智能預(yù)警、能效管理、園區(qū)交通、大數(shù)據(jù)管理、云端技術(shù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等園區(qū)建設(shè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的系統(tǒng)集成方案供應(yīng)商，推動各項智能科技在園區(qū)設(shè)施與智能制造環(huán)境中應(yīng)用落地。
吉隆坡下議院：向智慧農(nóng)業(yè)過渡需要時間才能產(chǎn)生積極影響
新聞來源：吉隆坡下議院 2021-10-13 共有: 77 瀏覽
馬來西亞吉隆坡（10 月 12 日）：周二，下議院獲悉，從傳統(tǒng)技術(shù)向智能農(nóng)業(yè)等現(xiàn)代技術(shù)的過渡不會突然發(fā)生，而是分階段對目標群體產(chǎn)生積極影響。農(nóng)業(yè)和食品工業(yè)部副部長拿督斯里艾哈邁德哈姆扎表示，智能農(nóng)業(yè)主要用于新領(lǐng)域，難以從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代農(nóng)業(yè)。
自連通信產(chǎn)品讓各類醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備“無線化”
新物聯(lián)號：自連科技 2021-10-13 共有: 72 瀏覽
自連無線通信產(chǎn)品，賦能醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備“無線化”，便捷性和靈活性升級
印度智慧農(nóng)業(yè)智能農(nóng)場的未來
新聞來源：GreenSat CEO 2021-10-13 共有: 104 瀏覽
智慧農(nóng)業(yè)是印度2021年最火爆的行業(yè)，今年前6個月共收到500多筆交易101億美元的資金，其中40%以上的資金用于以下主要領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和研究重點領(lǐng)域，這些領(lǐng)域正在使“印度農(nóng)民”成為“聰明的農(nóng)民”。
招展收官在即| AI賦能傳感器技術(shù)，讓智能設(shè)備更好地“感知”世界！
新聞來源：高交會組委會 2021-10-13 共有: 94 瀏覽
作為一年一度的國家級行業(yè)科技盛宴，中國國際高新技術(shù)成果交易會的信息技術(shù)與產(chǎn)品展（簡稱“IT展”）是高交會中規(guī)模最大的專業(yè)產(chǎn)品展，同時也是行業(yè)風(fēng)向標、技術(shù)風(fēng)向標、創(chuàng)新風(fēng)向標，將集中展示全球新一代信息技術(shù)。第二十三屆高交會“IT展”以“創(chuàng)新科技，美好未來”為主題，設(shè)置展示領(lǐng)域包括5G商用及物聯(lián)網(wǎng)、IT抗疫科技、人工智能、智能駕駛、IT運動健康、智能家居、智能制造、芯片技術(shù)、大數(shù)據(jù)及云計算、信息安全、區(qū)
安森美將舉辦一系列電源在線直播，解決電源能效設(shè)計挑戰(zhàn)
新物聯(lián)號：科技前沿 2021-10-13 共有: 93 瀏覽
領(lǐng)先于智能電源和智能感知技術(shù)的安森美(onsemi，美國納斯達克股票代號：ON)，將針對當今工程師面臨的一些最緊迫的電源能效挑戰(zhàn)舉辦一系列電源在線直播。
防酸堿液位顯示器
新物聯(lián)號：萬和儀表 2021-10-13 共有: 61 瀏覽
當變送器單獨用于井下測量，防酸堿液位顯示器二、試運行----為確保變送器能夠穩(wěn)定準確的正常工作，測試液位前應(yīng)通電預(yù)熱15 分鐘。
三車道高速公路：共同的責(zé)任是為了更好的智慧城市鋪平道路
新聞來源：新物聯(lián)Newiot 整理 2021-10-14 共有: 98 瀏覽
目前，智能城市不再是什么科幻小說里的。它正在我們眼前發(fā)生。當完全實現(xiàn)時，智慧城市有可能幫助做很多事情：管理交通、跟蹤污染和提供智能能源管理。火車站、商店、機場和紅綠燈很多地方已經(jīng)配備面部識別和人工智能。未來，當您進入商店時，您可能會立即在智能手機上收到優(yōu)惠信息。我們甚至自動駕駛汽車將我們的位置、速度和其他數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)百個連接到智能電網(wǎng)的設(shè)備。
英特爾著眼于海量數(shù)據(jù)和國家物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動，在中國設(shè)立全球視頻部門
新聞來源：新物聯(lián)Newiot 整理 2021-10-14 共有: 103 瀏覽
據(jù)悉，近日英特爾公司已經(jīng)建立了一個以中國為全球總部的視頻業(yè)務(wù)部門，著眼于中國廣泛部署的攝像頭和蓬勃發(fā)展的視頻數(shù)據(jù)量。今年英特爾在上海成立的物聯(lián)網(wǎng)視頻事業(yè)部，首次在中國設(shè)立業(yè)務(wù)部門總部，英特爾物聯(lián)網(wǎng)（IoT）集團副總裁、集團中國區(qū)負責(zé)人陳偉周二在銀川舉行的英特爾物聯(lián)網(wǎng)高管和解決方案峰會上表示。
2022大灣區(qū)深圳國際半導(dǎo)體展覽會
新物聯(lián)號：mrcai09 2021-10-14 共有: 65 瀏覽
2022中國(深圳)國際半導(dǎo)體展覽會是新材料展旗下重要的項目專題展，將集中展示半導(dǎo)體行業(yè)及應(yīng)用的最新產(chǎn)品與技術(shù)，為企業(yè)樹立品牌形象，促進貿(mào)易合作、市場開發(fā)，引領(lǐng)行業(yè)趨勢，加強生產(chǎn)、研發(fā)、銷售互動，深入洞悉半導(dǎo)體市場未來發(fā)展新風(fēng)向，以發(fā)展的眼光挖掘未來半導(dǎo)體市場的新需求，創(chuàng)新展會內(nèi)涵，全方位、多層次組織專業(yè)觀眾，為參展企業(yè)和參會客商提供了一個技術(shù)交流、產(chǎn)品展示和貿(mào)易洽談的最佳平臺。
霍爾傳感器 測速原理：霍爾傳感器測速的原理是什么
霍爾傳感器測速的原理是：
1、利用霍爾效應(yīng)與集成電路技術(shù)結(jié)合而制成的一種磁敏傳感器，它能感知一切與磁信息有關(guān)的物理量?；魻栃?yīng)：在金屬或半導(dǎo)體薄片的兩端通過控制電流，并在薄片的垂直方向施加磁感應(yīng)強度為應(yīng)強度為磁場那么，在垂直于電流和磁場方向向上將產(chǎn)生電動勢場霍爾電壓。
2、霍爾元件：根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成的元件叫霍爾元件。它具有對磁場敏感、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優(yōu)點，因此，在測量、自動化、計算機和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。<
