说一说霍尔传感器的由来?

霍尔传感器为什么叫这个名字呢?

共 1 个回答

切换为时间排序
q2262033

2020-05-18 09:19:31

霍尔传感器是利用半导体材料,根据霍尔效应制作的一种传感器。霍尔是一位美国的物理学家,他早在一百多年前的1879年就通过很多次实验发现了在一个金属薄片上通过一个恒定的电流,然后把这个薄片再放到磁场中,这时候他发现在金属的另外两侧就会出现电压。这个电压是与磁场有关系的,当磁场强时,这个电压就高,当磁场弱时,这个电压就低。当时由于技术的限制,还没有发现类似硅半导体这种材料,因此使用金属来获得的电压都比较小,直到上个世纪40年代末,硅半导体的出现,霍尔效应才逐渐进入到实际应用领域。后来人们为了纪念霍尔在这方面做出的贡献,因此用他的名字来命名这种传感器,现在人们大都采用半导体作为霍尔传感器的材料,当我们给它通入电流时,在与电流和磁场都垂直的方向上就会产生电压,我们把这种现象叫霍尔效应。我们把这种利用霍尔效应制作的传感器称为霍尔传感器。

霍尔传感器的原理与结构
以半导体霍尔元件为例来说明它的工作过程。给半导体霍尔元件通入电流I,将这个半导体薄片放在以磁场强度为B的磁场中,这时半导体内的电子将受到一种磁力(洛仑兹力)F的作用就会向内侧移动,因此在内侧就堆积了很多电子,随着电子堆积的越来越多,此时就会形成一种电场。当电子既受到磁场力的作用,又受到电场力的作用,如果此时两种力达到了一种平衡时,那么电子的堆积也就达到了一种动态平衡,这时候就建立起一种电压,我们把这种电压叫霍尔电动势,一般用Eh表示,那么霍尔电动势Eh可用Eh=KIB来表示。从这个式子可以看到,这个K是霍尔元件的灵敏度,这个I和B分别表示通入的电流和所在的磁场强度,因此我们知道,在通入电流一定的情况下,磁场强度越强,所感应的霍尔电动势就越大。通过实验可以看出单单用霍尔元件本身它所输出的电压是非常小的,同时半导体器件容易受温度影响。因此现在的霍尔传感器一般都把霍尔元件、放大器、温度补偿电路以及稳压电源等制作在一个芯片里,霍尔元件一般它是由半导体、薄膜、衬底以及引线等部分构成。

霍尔传感器的作用
首先它可以用来检测外界磁场的变化,还可以做成无触点控制的传感器,比如有一种接近开关就是用霍尔传感器制作的,它可以检测磁性物体。我们知道霍尔传感器一般可以分为线性型和开关型两类。对于线性霍尔传感器它与外加磁场强度呈线性关系,比如我们的电瓶车转把里的霍尔元件就是用的线性霍尔传感器;对于开关型霍尔传感器来说,它输出类似开关的接通与断开,也就是说它能够输出“1”和“0”,比如在数控车床刀架里所用的霍尔传感器就是开关型的,它主要是用来检测车刀是不是到位的。另外在测量位移、压力等方面也是可以用到霍尔传感器的,一般我们比较常用的霍尔传感器有CS-3000系列、SH-100系列、HK系列等。

共 1 条
  • 1
前往
72回答数