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霍爾傳感器介紹及效應和霍爾元件
 
錄入時間:2015-01-20 09:41:12瀏覽次數(shù):1
 

霍爾傳感器是基于霍爾效應的一種傳感器,廣泛用于電磁、壓力、加速度、振動等方面的測量。其特點是體積小、功耗小、壽命長、安裝方便、耐腐蝕和污染。

  像光電開關傳感器發(fā)展歷史有所不同,霍爾傳感器是1879年美國物理學家霍爾在試驗中發(fā)現(xiàn)了金屬材料具有霍爾效應,但是由于金屬材料的霍爾效應太弱而沒有得到應用。半導體出現(xiàn)后,研究人員開始使用半導體材料制成霍爾元件,而半導體的霍爾效應現(xiàn)象顯著,從此霍爾傳感器才得到應用和發(fā)展。

  金屬或半導體薄片旋轉在磁感應強度為B的磁場中,當有電流I通過時,在垂直于電流I和磁場B的方向上將產生電壓UH,這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應,該電壓Uh稱為霍爾電壓。

  在洛倫茲力FL的作用下,電子向半導全的一面偏轉,在該面上形成電子的積累,而在相對的面上會因為缺少電子而出現(xiàn)相同數(shù)目的正電荷,電荷的出現(xiàn)在這兩個面產生了霍爾電場EH,運動電子此時會受到電場力FE的作用,電場力FE的表達式為FE=QEH。

  電場力的出現(xiàn)阻止了電子和偏移,當電子所受到的電場力和洛侖茲力相同時,電荷的積累達到,霍爾電場EH也就達到了穩(wěn)定狀態(tài),半導體兩個面之間出現(xiàn)了電位差UH,該電壓被稱為霍爾電壓。

  影響霍爾電壓的因素有:

  1、材料。半導體材料比金屬導體材料更適合作霍爾材料,半導體材料的電子濃度Q較小,霍爾電壓UH比較大。

  2、電流。流經霍爾元件的電大小決定著霍爾電壓UH的大小。

  3、磁場強度。加在霍爾元件上的磁場強度決定著霍爾電壓UH的大小。

  霍爾元件的結構是由霍爾片、引線和殼體組成。

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