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美國AI-Tek霍爾效應(yīng)傳感器
阿泰克霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器?;魻栃?yīng)是磁電效應(yīng)的一種,這一現(xiàn)象是霍爾(A.H.Hall,1855—1938)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)。 工作原理 AI-Tek霍爾電壓隨磁場強(qiáng)度的變化而變化,磁場越強(qiáng),電壓越高,磁場越弱,電壓越低?;魻栯妷褐岛苄?,通常只有幾個(gè)毫伏,但經(jīng)集成電路中的放大器放大,就能使該電壓放大到足以輸出較強(qiáng)的信號(hào)。若使霍爾集成電路起傳感作用,需要用機(jī)械的方法來改變磁場強(qiáng)度。用一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪作為控制磁通量的開關(guān),當(dāng)葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時(shí),磁場偏離集成片,霍爾電壓消失。這樣,霍爾集成電路的輸出電壓的變化,就能表示出葉輪驅(qū)動(dòng)軸的某一位置,利用這一工作原理,可將霍爾集成電路片用作用點(diǎn)火正時(shí)傳感器?;魻栃?yīng)傳感器屬于被動(dòng)型傳感器,它要有外加電源才能工作,這一特點(diǎn)使它能檢測轉(zhuǎn)速低的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。 AI-Tek霍爾效應(yīng)傳感器也稱霍爾傳感器,是一個(gè)換能器,將變化的磁場轉(zhuǎn)化為輸出電壓的變化。 其zui簡單的形式是,傳感器作為一個(gè)模擬換能器,直接返回一個(gè)電壓。 在已知磁場下,其距霍爾盤的距離是可以被設(shè)定的。使用多組傳感器,磁鐵的相關(guān)位置可被推斷出。 通過導(dǎo)體的電流會(huì)產(chǎn)生一個(gè)隨電流變化的磁場,并且霍爾效應(yīng)傳感器可以在不干擾電流情況下而測量電流。典型的為,將其和繞組磁芯或在被測導(dǎo)體旁的永磁體合成一體。 通常,霍爾效應(yīng)傳感器和電路相連,從而允許設(shè)備以數(shù)位(開/關(guān))模式操作,在這種情況下可以被稱為開關(guān)。工業(yè)中常見的設(shè)備,例如氣缸,也被用于日常設(shè)備中;如一些打印機(jī)使用他們來監(jiān)測缺紙和敞蓋的情況。當(dāng)鍵盤被要求高可靠性時(shí),也被應(yīng)用于鍵盤中。 美國AI-Tek霍爾效應(yīng)傳感器通常被用于計(jì)量儀器上。 霍爾探頭使用銦的化合物晶體,如娣化銦。晶體大小為5平方毫米左右,置于鋁基上,通過封裝成為探頭。晶體平面垂直于探頭底側(cè),底側(cè)由非鐵磁材料制成,以避免自身影響磁場。引線自晶體出發(fā),穿過底側(cè),進(jìn)入到電路模塊。 把探頭置于磁場中,當(dāng)電流流經(jīng)晶體時(shí),載流子受洛倫茲力作用出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致載流子在晶體上的分布不均勻,晶體兩端的鋁基上因此可以探測到霍爾電壓。 霍爾探頭可以測量微弱的地球磁場。霍爾探測器首先需要根據(jù)已知磁場強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)校。然后,探頭需要以適當(dāng)方向放置以使地磁場磁流線直接穿過它。然后再以反方向放置,所讀出的流密度是地球磁流密度的兩倍。
優(yōu)點(diǎn) 1、 AI-Tek霍爾傳感器可以測量任意波形的電流和電壓,如:直流、交流、脈沖波形等,甚至對(duì)瞬態(tài)峰值的測量。副邊電流忠實(shí)地反應(yīng)原邊電流的波形。而普通互感器則是無法與其比擬的,它一般只適用于測量50Hz正弦波; 2、 原邊電路與副邊電路之間有良好的電氣隔離,隔離電壓可達(dá)9600Vrms; 3、精度高:在工作溫度區(qū)內(nèi)精度優(yōu)于1%,該精度適合于任何波形的測量; 4、線性度好:優(yōu)于0.1%; 5、寬帶寬:高帶寬的電流傳感器上升時(shí)間可小于1μs;但是,電壓傳感器帶寬較窄,一般在15kHz以內(nèi),6400Vrms的高壓電壓傳感器上升時(shí)間約500uS,帶寬約700Hz。 6、測量范圍:霍爾傳感器為系列產(chǎn)品,電流測量可達(dá)50KA,電壓測量可達(dá)6400V。 AI-Tek霍爾電流傳感器使用時(shí),需遵循以下注意事項(xiàng): 1、為了得到較好的動(dòng)態(tài)特性和靈敏度,必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合,要耦合得好,用單根導(dǎo)線且導(dǎo)線*填滿霍爾傳感器模塊孔徑。 2、使用中當(dāng)大的直流電流流過傳感器原邊線圈,且次級(jí)電路沒有接通電源|穩(wěn)壓器或副邊開路,則其磁路被磁化,而產(chǎn)生剩磁,影響測量精度(故使用時(shí)要先接通電源和測量端M),發(fā)生這種情況時(shí),要先進(jìn)行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源,而在原邊線圈中通一同樣等級(jí)大小的交流電流并逐漸減小其值。 3、霍爾傳感器都具有較強(qiáng)的抗外磁場干擾能力,但是,為了獲得較高的測量準(zhǔn)確度,當(dāng)有較強(qiáng)的磁場干擾時(shí),要采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫鉀Q。 調(diào)整模塊方向,使外磁場對(duì)模塊的影響zui小; 在模塊上加罩一個(gè)抗磁場的金屬屏蔽罩。 4、測量的*精度是在額定值下得到的,當(dāng)被測電流遠(yuǎn)低于額定值時(shí),要獲得*精度,原邊可使用多匝,但是,需要注意導(dǎo)線的空間位置(參照*條)。 |