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霍尔传感器测量转速

时间:2022-02-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:在测量转速时可采用霍尔传感器。当电机转动时,带动霍尔传感器,霍尔传感器可将转速信号转变成一个对应频率的脉冲信号输出,经过信号处理后输出到计数器。霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔于1879年在研究金属的导电机构时发现的。利用霍尔效应制成的元件称为霍尔传感器。

【任务分析】

在测量转速时可采用霍尔传感器。当电机转动时,带动霍尔传感器,霍尔传感器可将转速信号转变成一个对应频率的脉冲信号输出,经过信号处理后输出到计数器。脉冲信号的频率与电机的转速是一种线性的正比关系,因此,对电机转速的测量,实质上是对脉冲信号的频率的测量,测出脉冲的周期或频率即可计算出转速。

【知识准备】

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这种现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。

图5-1 霍尔效应原理图

一、霍尔效应

在置于磁场中的导体或半导体里通入电流,若电流与磁场垂直,则在和电流和磁场都垂直的方向上会出现一个电势差,这种现象称为霍尔效应。利用霍尔效应制成的元件称为霍尔传感器。

如图5-1所示。在一块长为L、宽为W、厚为d的长方形半导体上,两垂直侧面各装上电极。如果在长度方向(x轴)通入控制电流IC,在厚度方向(z轴)施加磁感应强度为B的磁场时,那么,在垂直于电流和磁场的方向上(y轴)将会产生一电动势,这一电动势称为霍尔电势。

二、霍尔元件的结构及性能

霍尔元件是一种四端型器件,目前,国内外生产的霍尔元件采用的材料有锗(Ge)、硅(Si)、锑化铟(InSb)、砷化铟(InAs)和砷化镓(GaAs)等。表5-1给出了有代表性的霍尔元件的主要参数。

表5-1 典型霍尔元件的主要参数

续表

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