根據(jù)霍爾效應(yīng),人們稱用半導(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。
隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展,將霍爾元件、放大器、溫度補償電路及穩(wěn)壓電源做在一個芯片上,成為霍爾集成傳感器(目前習(xí)慣上稱為霍爾傳感器)。為了應(yīng)用上的需要,霍爾集成傳感器又分成線性型霍爾傳感器及開關(guān)型霍爾傳感器。根據(jù)使用要求不同又開發(fā)出不同性能的系列產(chǎn)品。根據(jù)霍爾效應(yīng)的原理主要有兩方面?zhèn)鞲衅?,開關(guān)型霍爾傳感器和線性型霍爾傳感器。
開關(guān)型霍爾傳感器是一種集成傳感器,它內(nèi)部含有霍爾元件、放大器、穩(wěn)壓電源、帶一定滯后特性的比較器及集電極開路輸出部分等
開關(guān)型霍爾傳感器尺寸小、工作電壓范圍寬,工作可靠,價格便宜,因此獲得極為廣泛的應(yīng)用。它只要配合一塊小永久磁鐵就很容易做成車門是否關(guān)好的指示器(如公共汽車的三個門必須關(guān)閉,司機才可開車;電梯門關(guān)好,電梯才能升降)和防盜報警器(當(dāng)門或窗被非法撬開時,開關(guān)型霍爾元件可輸出報警信號
霍爾傳感器的主要特性參數(shù)
前面介紹過了霍爾傳感器是一種根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的磁場傳感器,它的主要特性參數(shù)有以下幾類。
(1)輸入電阻R
霍爾傳感器元件兩激勵電流端的直流電阻稱為輸入電阻。它的數(shù)值從幾歐到兒百歐,視不同型號的元件而定。
溫度升高,輸入電阻變小,從而使輸入電流變大,最終引起霍爾傳感器電勢變化。為了減少這種影響,最好采用恒流源作為激勵源。
(2)輸出電阻R
兩個霍爾傳感器電勢輸出端之間的電阻稱為輸出電阻,它的數(shù)位與輸入電阻同一數(shù)量級。它也隨溫度改變順改變。選擇適當(dāng)?shù)呢?fù)載電阻易與之匹配,可以使由溫度引起的程水電勢的漂移減至最小。
(3)最大激勵電流I---霍爾傳感器參數(shù)
由于霍爾傳感器電勢隨激勵電流的增大而增大,故在應(yīng)用中總希望選用較大的激勵電流1M但激勵電流增大,程爾元件的功耗增大,元件的溫皮升高,從而引起霍爾傳感器屯勢的溫漂增大,因此每種型號的幾件均規(guī)定了相應(yīng)的最大激勵電流,它的數(shù)值從幾毫安至幾百毫安。
(4)靈敏度K
靈敏度KH=EH/IB,它的數(shù)值約為10MV(MA.T)左右。
(5)最大磁感應(yīng)強度BM---霍爾傳感器參數(shù)
磁感應(yīng)強度超過BM時,霍爾傳感器電勢的非線性誤差將明顯增大,特斯撿(T)成幾千高斯(Gs)(1Gs=104T)。
(6)個等位電勢
在額定激勵電流F,當(dāng)外加磁場為零時它是由于4個屯極的幾何尺寸不對稱引起的誤差。
(7)霍爾傳感器屯勢溫度系數(shù)
6M的數(shù)值一般為零點刀霍爾傳感器輸出端之間的開路電壓稱為不等位電勢,使用時多采用電橋法來補償不等位電勢引起日在一定磁感應(yīng)強度和激勵電流的作用下,溫度每變化1攝氏度時,霍爾傳感器電勢變化的百分?jǐn)?shù)弱為霍爾傳感器電勢溫度系數(shù),它與霍爾傳感器元件的材料有關(guān)。