霍爾傳感器誤差來源有哪些?霍爾傳感器具體應(yīng)用介紹
本文中,小編將對(duì)霍爾傳感器予以介紹,如果你想對(duì)它的詳細(xì)情況有所認(rèn)識(shí),或者想要增進(jìn)對(duì)它的了解程度,不妨請(qǐng)看以下內(nèi)容哦。
一、霍爾傳感器誤差來源
霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器。霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的一種,這一現(xiàn)象是霍爾于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。后來發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng),而半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬強(qiáng)得多,利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件,廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面?;魻栃?yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的霍爾系數(shù),能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。
霍爾傳感器誤差來源包括:
1.零位誤差
零位誤差是由不等位電勢(shì)所造成的。產(chǎn)生不等位電勢(shì)的主要原因是:2個(gè)霍爾電極沒有安裝在同一等位面上;材料不均勻造成電阻分布不均勻,控制電極接觸不良,造成電流分布不均勻等。
2.寄生直流電勢(shì)誤差
產(chǎn)生寄生直流電勢(shì)的主要原因是:控制極與霍爾極元件接觸不良,形成非歐姆接觸;2個(gè)霍爾電極大小不對(duì)稱,使2個(gè)電極的熱容量不同,散熱狀態(tài)不同,兩極間出現(xiàn)溫差電勢(shì),使霍爾元件產(chǎn)生溫漂所致。
3.感應(yīng)零位電勢(shì)誤差
霍爾元件在交流或脈動(dòng)磁場(chǎng)中工作時(shí),即使不加控制電流,由于霍爾極分布不對(duì)稱,霍爾端也有一定輸出,其大小正比于磁場(chǎng)的脈動(dòng)頻率、磁感應(yīng)強(qiáng)度的幅值和兩霍爾電極引線構(gòu)成的感應(yīng)面積。
4.自勵(lì)磁場(chǎng)零位電勢(shì)誤差
當(dāng)霍爾元件通以控制電流時(shí),此電流也會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),稱自勵(lì)磁場(chǎng)。當(dāng)電極引線不對(duì)稱時(shí),元件兩邊磁感應(yīng)強(qiáng)度不相等,將有自勵(lì)場(chǎng)的零位電勢(shì)輸出。
二、霍爾傳感器應(yīng)用實(shí)例
霍爾傳感器技術(shù)應(yīng)用于汽車工業(yè)?;魻杺鞲衅骷夹g(shù)在汽車工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用,包括動(dòng)力、車身控制、牽引力控制以及防抱死制動(dòng)系統(tǒng)。為了滿足不同系統(tǒng)的需要,霍爾傳感器有開關(guān)式、模擬式和數(shù)字式傳感器三種形式。
霍爾傳感器可以采用金屬和半導(dǎo)體等制成,效應(yīng)質(zhì)量的改變?nèi)Q于導(dǎo)體的材料,材料會(huì)直接影響流過傳感器的正離子和電子。制造霍爾元件時(shí),汽車工業(yè)通常使用三種半導(dǎo)體材料,即砷化鎵、銻化銦以及砷化銦。最常用的半導(dǎo)體材料當(dāng)屬砷化銦。
霍爾傳感器的形式?jīng)Q定了放大電路的不同,其輸出要適應(yīng)所控制的裝置。這個(gè)輸出可能是模擬式,如加速位置傳感器或節(jié)氣門位置傳感器,也可能是數(shù)字式。如曲軸或凸輪軸位置傳感器。
當(dāng)霍爾元件用于模擬式傳感器時(shí),這個(gè)傳感器可以用于空調(diào)系統(tǒng)中的溫度表或動(dòng)力控制系統(tǒng)中的節(jié)氣門位置傳感器。霍爾元件與微分放大器連接,放大器與NPN晶體管連接。磁鐵固定在旋轉(zhuǎn)軸上,軸在旋轉(zhuǎn)時(shí),霍爾元件上的磁場(chǎng)加強(qiáng)。其產(chǎn)生的霍爾電壓與磁場(chǎng)強(qiáng)度成比例。
當(dāng)霍爾元件用于數(shù)字信號(hào)時(shí),例如曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器或車速傳感器,必須首先改變電路?;魻栐c微分放大器連接,微分放大器與施密特觸發(fā)器連接。在這種配置中。傳感器輸出一個(gè)開或關(guān)的信號(hào)。在多數(shù)汽車電路中,霍爾傳感器是電流吸收器或者使信號(hào)電路接地。要完成這項(xiàng)工作,需要一個(gè)NPN晶體管與施密特觸發(fā)器的輸出連接。磁場(chǎng)穿過霍爾元件,一個(gè)觸發(fā)器輪上的葉片在磁場(chǎng)和霍爾元件之間通過。
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