1、第6章 磁電式傳感器 2022-5-171第6章 磁電式傳感器 2022-5-172學習目的學習目的掌握霍爾傳感器的工作原理與特性，掌握霍爾傳感器的工作原理與特性， 熟悉霍爾傳感器件熟悉霍爾傳感器件了解磁敏電阻、磁敏二極管等磁敏元了解磁敏電阻、磁敏二極管等磁敏元 件的工作原理和特性件的工作原理和特性第6章 磁電式傳感器 2022-5-1736.1 概述概述6.2 霍爾式傳感器的工作原理與特性霍爾式傳感器的工作原理與特性6.3 磁敏傳感器磁敏傳感器 6.4 磁電式傳感器的應用磁電式傳感器的應用 本章小結本章小結復習思考題復習思考題主要內容返回主目錄返回主目錄第6章 磁電式傳感器 2022-5-1

2、746.1 概述 磁電感應式傳感器是通過磁電感應式傳感器是通過磁電轉換磁電轉換將被測非電量（如振動、位移、速度將被測非電量（如振動、位移、速度等）轉換成等）轉換成電信號電信號的一種傳感器。的一種傳感器。 18201820年年奧斯特首次通過實驗發(fā)現(xiàn)電流的磁效應。奧斯特首次通過實驗發(fā)現(xiàn)電流的磁效應。18311831年英國物理學家法年英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應定律。根據(jù)電磁感應定律，在切割磁通的電路里，產(chǎn)拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應定律。根據(jù)電磁感應定律，在切割磁通的電路里，產(chǎn)生與磁通變化速率成正比的感應電動勢。最簡單的把磁信號轉換為電信生與磁通變化速率成正比的感應電動勢。最簡單的把磁信號轉換為電信號的磁電

3、傳感器就是號的磁電傳感器就是線圈線圈。隨著科技發(fā)展，現(xiàn)代磁電傳感器已向固體化。隨著科技發(fā)展，現(xiàn)代磁電傳感器已向固體化發(fā)展，它是利用磁場作用在被測物上，使物質的電性能發(fā)生變化的物理發(fā)展，它是利用磁場作用在被測物上，使物質的電性能發(fā)生變化的物理效應制成的，從而使磁場強度轉換為電信號。效應制成的，從而使磁場強度轉換為電信號。 磁電式傳感器的種類較多，不同材料制作的磁傳感器其工作原理和特性磁電式傳感器的種類較多，不同材料制作的磁傳感器其工作原理和特性也不相同。本章主要介紹也不相同。本章主要介紹霍爾傳感器以及磁阻元件、磁敏二極管、磁敏霍爾傳感器以及磁阻元件、磁敏二極管、磁敏晶體管晶體管等常用半導體磁傳感

4、器的原理、特性和應用。等常用半導體磁傳感器的原理、特性和應用。第6章 磁電式傳感器 2022-5-175 1879 1879 年，美國物理學家年，美國物理學家霍爾霍爾經(jīng)過大量的實驗發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過大量的實驗發(fā)現(xiàn)：如果讓恒定電流通過如果讓恒定電流通過金屬薄片，并將薄片置于強磁場中，在金屬薄片的另外兩側將產(chǎn)生與磁金屬薄片，并將薄片置于強磁場中，在金屬薄片的另外兩側將產(chǎn)生與磁場強度成正比的電動勢場強度成正比的電動勢。這個現(xiàn)象后來被人們稱為。這個現(xiàn)象后來被人們稱為霍爾效應霍爾效應。但是由于。但是由于這種效應在這種效應在金屬中非常微弱金屬中非常微弱，當時并沒有引起人們的重視。，當時并沒有引起人們的重視。194

5、8 1948 年以后，年以后，由于半導體技術迅速發(fā)展，人們找到了霍爾效應比較明顯的半導體材料，由于半導體技術迅速發(fā)展，人們找到了霍爾效應比較明顯的半導體材料，并制成了并制成了砷化稼、銻化銦、硅、鍺砷化稼、銻化銦、硅、鍺等材料的霍爾元件。等材料的霍爾元件。 用霍爾元件做成的傳感器稱為用霍爾元件做成的傳感器稱為霍爾傳感器霍爾傳感器?；魻杺鞲衅骺梢宰龅煤苄　；魻杺鞲衅骺梢宰龅煤苄。◣讉€平方毫米），可以用于測量地球磁場，制成電羅盤；將它卡在環(huán)（幾個平方毫米），可以用于測量地球磁場，制成電羅盤；將它卡在環(huán)形鐵心中，可以制成大電流傳感器。它還廣泛用于無刷電動機、高斯計、形鐵心中，可以制成大電流傳感器。它還

6、廣泛用于無刷電動機、高斯計、接近開關、微位移測量等。它的最大特點是非接觸測量。其它類型的磁接近開關、微位移測量等。它的最大特點是非接觸測量。其它類型的磁電感應式傳感器很多，常用的有磁敏電阻與磁敏傳感器等。磁敏電阻一電感應式傳感器很多，常用的有磁敏電阻與磁敏傳感器等。磁敏電阻一般用于磁場強度、漏磁、制磁的檢測或在交流變換器、頻率變換器、功般用于磁場強度、漏磁、制磁的檢測或在交流變換器、頻率變換器、功率電壓變換器、移位電壓變換器等電路中作控制元件，還可用于接近開率電壓變換器、移位電壓變換器等電路中作控制元件，還可用于接近開關、磁卡文字識別、磁電編碼器、電動機測速等方面或制作磁敏傳感器關、磁卡文字識

7、別、磁電編碼器、電動機測速等方面或制作磁敏傳感器用。用。 磁敏二極管和磁敏晶體管多用于檢測弱磁磁場，無觸點開關，位移磁敏二極管和磁敏晶體管多用于檢測弱磁磁場，無觸點開關，位移測量，轉速測量等。測量，轉速測量等。返回本章目錄返回本章目錄第6章 磁電式傳感器 2022-5-1766.2 霍爾傳感器的工作原理與特性6.2.1 6.2.1 霍爾效應霍爾效應 在置于磁場中的導體或半導體內通入電流，若電流與磁場垂直，則在與磁場和在置于磁場中的導體或半導體內通入電流，若電流與磁場垂直，則在與磁場和電流都垂直的方向上會出現(xiàn)一個電動勢差，這種現(xiàn)象稱為電流都垂直的方向上會出現(xiàn)一個電動勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應霍爾

8、效應。利用霍爾。利用霍爾效應制成的元件稱為霍爾傳感器。所產(chǎn)生的電動勢稱為霍爾電勢。效應制成的元件稱為霍爾傳感器。所產(chǎn)生的電動勢稱為霍爾電勢。 如圖如圖6-16-1所示，在長、寬、高分別為所示，在長、寬、高分別為L L 、 W W 、 H H的半導體薄片的相對兩側的半導體薄片的相對兩側a a、b b通以控制電流，在薄片垂直方向加以磁場通以控制電流，在薄片垂直方向加以磁場B B。設圖中的材料是。設圖中的材料是N N型半導體，導電型半導體，導電的載流子是的載流子是電子電子。在圖示方向磁場的作用下，電子將受到一個由。在圖示方向磁場的作用下，電子將受到一個由c c側指向側指向d d側方側方向力的作用，這

9、個力就是向力的作用，這個力就是洛侖茲力洛侖茲力。洛侖茲力用表示，大小為：。洛侖茲力用表示，大小為： LFq Bv電子電荷量電子電荷量載流子的載流子的運動速度運動速度磁感應磁感應強度強度圖圖6-16-1第6章 磁電式傳感器 2022-5-177 在洛侖茲力的作用下，電子向在洛侖茲力的作用下，電子向d d側偏轉，使該側形成側偏轉，使該側形成負電荷的積累負電荷的積累，c c側則形成側則形成正電荷的積累正電荷的積累。這樣，。這樣，c c、d d兩端面因電荷積累而建立了一個電場兩端面因電荷積累而建立了一個電場 , ,稱為稱為霍霍爾電場爾電場。該電場對電子的作用力與洛侖茲力的方向相反，即阻止電荷的繼續(xù)積。

10、該電場對電子的作用力與洛侖茲力的方向相反，即阻止電荷的繼續(xù)積累。當電場力（累。當電場力（ ）與洛侖茲力大小相等時，達到動態(tài)平衡。這時有）與洛侖茲力大小相等時，達到動態(tài)平衡。這時有 圖圖6-1 6-1 霍爾效應與霍爾元件霍爾效應與霍爾元件HEHHFqEHqEq B所以霍爾電場的強度為所以霍爾電場的強度為HEB（6-2）在在c c與與d d兩側面間建立的電動兩側面間建立的電動勢差稱為霍爾電勢，用表示勢差稱為霍爾電勢，用表示HUHHHUE WUBW或當材料中的電子濃度為當材料中的電子濃度為n時時（6-3）/()InqHW1HIUBWBWIBnqHWnqH第6章 磁電式傳感器 2022-5-178 設

11、設 -霍爾系數(shù)，得霍爾系數(shù)，得 設設 -霍爾靈敏度，則霍爾靈敏度，則1HIUBWBWIBnqHWnqH1HRnq（6-5）HHRKHHHHRUIBK IBH反映材料霍爾效反映材料霍爾效應的強弱，是由應的強弱，是由材料性質所決定材料性質所決定的一個常數(shù)大小的一個常數(shù)大小 霍爾靈敏度，它表霍爾靈敏度，它表示霍爾元件在單位示霍爾元件在單位控制電流和單位磁控制電流和單位磁感應強度時產(chǎn)生的感應強度時產(chǎn)生的霍爾電勢的大小霍爾電勢的大小 HHRUIBH（6-6）第6章 磁電式傳感器 2022-5-179霍耳電勢與材料的關系通過以上分析，可以看出通過以上分析，可以看出 霍耳電壓霍耳電壓U UH H大小與材料的

12、性質有關。一般來說，金屬材料大小與材料的性質有關。一般來說，金屬材料n n較大，導致較大，導致R RH H和和K KH H變小，變小，故不宜做霍耳元件。霍耳元件一般采用故不宜做霍耳元件。霍耳元件一般采用N N型半導體型半導體材料。材料。 R RH H=1/nq=1/nq 霍耳電壓霍耳電壓U UH H與元件的尺寸關系很大，生產(chǎn)元件時要考慮到以下幾點：與元件的尺寸關系很大，生產(chǎn)元件時要考慮到以下幾點：1 1）根據(jù)式）根據(jù)式 ，H H愈小，愈小，K KH H愈大，霍耳靈敏度愈高，所以霍耳元件的厚愈大，霍耳靈敏度愈高，所以霍耳元件的厚度都比較薄。但度都比較薄。但H H太小，會使元件的輸入、輸出電阻增加

13、，因此，也不宜太薄。太小，會使元件的輸入、輸出電阻增加，因此，也不宜太薄。2）元件的長寬比對元件的長寬比對U UH H也有影響。也有影響。L/WL/W加大時，控制電極對霍耳電壓影響減小。但如加大時，控制電極對霍耳電壓影響減小。但如果果L/WL/W過大，載流子在偏轉過程中的損失將加大，使過大，載流子在偏轉過程中的損失將加大，使U UH H下降，通常要對式（下降，通常要對式（6-66-6）加以形狀效應修正：加以形狀效應修正： (6-7(6-7） 式（式（6-76-7）中，）中， 為形狀效應系數(shù)，其修正值如下表所示。為形狀效應系數(shù)，其修正值如下表所示。通常取通常取HHHRUIBK IBH/2L W

14、)/(WLfL/W0.51.01.52.02.53.04.0f f(L/W)(L/W)0.3700.6750.8410.9230.9670.9840.996( /)HHUK IBf L W第6章 磁電式傳感器 2022-5-1710霍耳電勢與材料的關系3 3） 霍耳電壓霍耳電壓U UH H與控制電流及磁場強度有關。根據(jù)式與控制電流及磁場強度有關。根據(jù)式 U UH H正比于正比于I I及及B B。當控制電流恒定時，。當控制電流恒定時，B B愈大，愈大，U UH H愈大。愈大。當磁場改變方向時，當磁場改變方向時，U UH H也改變方向。同樣，當霍耳也改變方向。同樣，當霍耳靈敏度靈敏度K KH H及

15、磁感應強度及磁感應強度B B恒定時，增加控制恒定時，增加控制I,I,也可以也可以提高霍耳電壓的輸出。但提高霍耳電壓的輸出。但電流不宜過大電流不宜過大，否則，否則，會會燒壞霍耳元件燒壞霍耳元件。HHHRUIBK IBH第6章 磁電式傳感器 2022-5-17116.2.2 霍爾元件的結構和主要參數(shù) 霍爾元件是一種霍爾元件是一種四端型器件四端型器件，如圖，如圖6-26-2所示，它由霍爾片、所示，它由霍爾片、4 4根引線和根引線和殼體組成?；魻柶且粔K矩形半導體單晶薄片，尺寸一般為殼體組成。霍爾片是一塊矩形半導體單晶薄片，尺寸一般為4mm4mm 2mm2mm 0.1 mm 0.1 mm。通常為紅色的

16、兩個引線。通常為紅色的兩個引線A A、B B 為控制電流，為控制電流， C C、D D 兩個兩個綠色引線為霍爾電勢輸出線。綠色引線為霍爾電勢輸出線。圖圖6-2 6-2 霍爾元件霍爾元件第6章 磁電式傳感器 2022-5-1712主要特征參數(shù)主要特征參數(shù)（1 1）額定控制電流）額定控制電流I I ：使霍爾片溫升：使霍爾片溫升1010所施加的控制電流值。所施加的控制電流值。（2 2）輸入電阻）輸入電阻 ：指控制電極間的電阻值。：指控制電極間的電阻值。（3 3）輸出電阻）輸出電阻 ：指霍爾電勢輸出極之間的電阻值。：指霍爾電勢輸出極之間的電阻值。（4 4）最大磁感應強度）最大磁感應強度 ：磁感應強度超

17、過：磁感應強度超過 時，霍爾電勢的非時，霍爾電勢的非線性誤差明顯增大，數(shù)值一般小于零點幾特斯拉。線性誤差明顯增大，數(shù)值一般小于零點幾特斯拉。iRORmBmB第6章 磁電式傳感器 2022-5-1713（5 5）不等位電勢不等位電勢：在額定控制電流下，：在額定控制電流下，當外加磁場為零時，霍爾輸出端之當外加磁場為零時，霍爾輸出端之間的開路電壓稱為不等位電勢。它間的開路電壓稱為不等位電勢。它是由于四個電極的幾何尺寸不對稱是由于四個電極的幾何尺寸不對稱引起的，如圖引起的，如圖6-36-3所示。使用時多所示。使用時多采用電橋法來補償不等位電勢引起采用電橋法來補償不等位電勢引起的誤差。的誤差。圖圖6-3

18、 6-3 霍爾元件的不等位電勢霍爾元件的不等位電勢（6 6）霍爾電勢溫度系數(shù)霍爾電勢溫度系數(shù)：在磁感應：在磁感應強度及控制電流一定清況下，溫度強度及控制電流一定清況下，溫度變化變化l l 相應霍爾電勢變化的百分相應霍爾電勢變化的百分數(shù)。它與霍爾元件的材料有關，一數(shù)。它與霍爾元件的材料有關，一般為般為0.10.1/左右。在要求較高場左右。在要求較高場合，應選擇低溫漂的霍爾元件。合，應選擇低溫漂的霍爾元件。第6章 磁電式傳感器 2022-5-17146.2.3 集成霍爾傳感器將霍爾敏感元件、放大器、溫度補償電路及穩(wěn)壓電源等集成于一個芯片上構成霍爾集成將霍爾敏感元件、放大器、溫度補償電路及穩(wěn)壓電源等

19、集成于一個芯片上構成霍爾集成傳感器。有些霍爾傳感器的外形與傳感器。有些霍爾傳感器的外形與DIP DIP 封裝的集成電路相同，故也稱集成霍爾傳感器。封裝的集成電路相同，故也稱集成霍爾傳感器。類型：分為類型：分為線性型霍爾傳感器線性型霍爾傳感器和和開關型霍爾傳感器開關型霍爾傳感器。1 1、霍爾線性集成傳感器、霍爾線性集成傳感器這種線性型傳感器的輸出電壓與外加磁場強度在一定范圍內呈線性關系，廣泛用于位置、這種線性型傳感器的輸出電壓與外加磁場強度在一定范圍內呈線性關系，廣泛用于位置、力、重量、厚度、速度、磁場、電流等的測量、控制。這種傳感器有單端輸出和雙端輸力、重量、厚度、速度、磁場、電流等的測量、控

20、制。這種傳感器有單端輸出和雙端輸出（差動輸出）兩種電路，如圖出（差動輸出）兩種電路，如圖6-4 6-4 所示。所示。圖圖6-4 6-4 線形霍爾集成傳感器結構線形霍爾集成傳感器結構第6章 磁電式傳感器 2022-5-17152. 開關型霍爾集成傳感器開關型霍爾集成傳感器由霍爾元件、放大開關型霍爾集成傳感器由霍爾元件、放大器、施密特整形電路和開關輸出等部分組器、施密特整形電路和開關輸出等部分組成，其內部結構框圖如圖成，其內部結構框圖如圖6-56-5所示。當有所示。當有磁場作用在霍爾開關集成傳感器上時，根磁場作用在霍爾開關集成傳感器上時，根據(jù)霍爾效應原理，霍爾元件輸出霍爾電勢，據(jù)霍爾效應原理，霍爾

21、元件輸出霍爾電勢，該電壓經(jīng)放大器放大后，送至施密特整形該電壓經(jīng)放大器放大后，送至施密特整形電路。當放大后的霍爾電勢大于電路。當放大后的霍爾電勢大于“開啟開啟” ” 閾值時，施密特閾值時，施密特電路翻轉電路翻轉，輸出，輸出高電平高電平，使晶體管使晶體管導通導通，整個電路處于開狀態(tài)。當，整個電路處于開狀態(tài)。當磁場減弱時，霍爾元件輸出的電壓很小，磁場減弱時，霍爾元件輸出的電壓很小，經(jīng)放大器放大后其值仍經(jīng)放大器放大后其值仍小于施密特的小于施密特的“關關閉閉”閾值時閾值時，施密特整形器又翻轉，輸出，施密特整形器又翻轉，輸出低電平低電平，使，使晶體管截止晶體管截止，電路處于，電路處于關狀態(tài)關狀態(tài)。這樣，一

22、次磁場強度的變化，就使傳感器這樣，一次磁場強度的變化，就使傳感器完成一次開關動作。完成一次開關動作。圖圖6-5 6-5 霍爾開關集成傳感器內霍爾開關集成傳感器內部結構框圖部結構框圖第6章 磁電式傳感器 2022-5-1716第6章 磁電式傳感器 2022-5-1717 霍耳元件其他符號及代號霍耳元件其他符號及代號國產(chǎn)器件常用H代表霍耳元件，后面的字母代表元件的材料，數(shù)字代表產(chǎn)品的序號。如HZ-1元件，說明是用鍺材料制成的霍耳元件；HT-1元件，說明是用銻化銦（InSb）材料制成的元件。 II返回本章目錄返回本章目錄第6章 磁電式傳感器 2022-5-17186.3 磁敏傳感器6.3.1 6.3

23、.1 磁敏電阻磁敏電阻1. 1. 磁阻效應磁阻效應 磁敏電阻是利用磁阻效應制成的一種磁敏元件。將一載流導體置于外磁場中，除磁敏電阻是利用磁阻效應制成的一種磁敏元件。將一載流導體置于外磁場中，除了產(chǎn)生霍爾效應外，其了產(chǎn)生霍爾效應外，其電阻也會隨磁場變化電阻也會隨磁場變化，這種現(xiàn)象稱為，這種現(xiàn)象稱為磁阻效應磁阻效應。 在沒有外加磁場時，磁阻元件的電流密度矢量，如圖在沒有外加磁場時，磁阻元件的電流密度矢量，如圖6-8a6-8a所示。當磁場垂直作用所示。當磁場垂直作用在磁阻元件表面上時，由于霍爾效應，使得電流密度矢量偏移電場方向某個霍爾在磁阻元件表面上時，由于霍爾效應，使得電流密度矢量偏移電場方向某個

24、霍爾角角 ，如圖，如圖6-8b6-8b所示。這使電流流通的所示。這使電流流通的途徑變長途徑變長，導致元件兩端金屬電極間的，導致元件兩端金屬電極間的電阻值增大。電極間的距離越長，電阻的增長比例就越大，所以在磁阻元件的結電阻值增大。電極間的距離越長，電阻的增長比例就越大，所以在磁阻元件的結構中，大多數(shù)是把基片切成薄片，然后用光刻的方法插入金屬電極和金屬邊界。構中，大多數(shù)是把基片切成薄片，然后用光刻的方法插入金屬電極和金屬邊界。圖圖6-8 6-8 磁阻元件工作原理示意圖磁阻元件工作原理示意圖第6章 磁電式傳感器 2022-5-1719磁阻效應的表達式磁阻效應的表達式 當溫度恒定，在弱磁場范圍內，磁阻

25、與磁感應強度的平方成正比。當溫度恒定，在弱磁場范圍內，磁阻與磁感應強度的平方成正比。對于只有電子參與導電的最簡單情況，理論推出磁阻效應的表達對于只有電子參與導電的最簡單情況，理論推出磁阻效應的表達式為式為)273. 01 (220BB磁感應磁感應強度強度電子遷電子遷移率移率磁感應強磁感應強度為度為B時的時的電阻率電阻率（6-8） 設電阻率的變化為設電阻率的變化為0B則電阻率的相對變化為則電阻率的相對變化為 2220/0.273()BkB （6-9） 由上式可知，磁場一定，由上式可知，磁場一定，遷移率高的材料磁阻效應明顯遷移率高的材料磁阻效應明顯。InSbInSb（銻化銦）和和InAsInAs（

26、砷化銦）砷化銦）等半導體的載流子遷移率都很高，更適合等半導體的載流子遷移率都很高，更適合于制作磁敏電阻于制作磁敏電阻。第6章 磁電式傳感器 2022-5-17202. 磁敏電阻的形狀 磁阻效應除與材料有關外，還與磁阻器件的幾何形狀及尺寸密切相關磁阻效應除與材料有關外，還與磁阻器件的幾何形狀及尺寸密切相關 在恒定磁感應強度下，磁敏電阻的長與寬的比越小，電阻率的相對變在恒定磁感應強度下，磁敏電阻的長與寬的比越小，電阻率的相對變化越大?？紤]到形狀影響時，電阻率的相對變化與磁感應強度和遷移化越大?？紤]到形狀影響時，電阻率的相對變化與磁感應強度和遷移率的關系可用下式近似表示率的關系可用下式近似表示 （6

27、-106-10） 式中式中 形狀效應系數(shù)，形狀效應系數(shù)，L L, ,b b分別為磁阻器件的長度和寬度。分別為磁阻器件的長度和寬度。 除長方形磁阻器件外，還有圓盤形磁阻器件，其中心和邊緣各有一個除長方形磁阻器件外，還有圓盤形磁阻器件，其中心和邊緣各有一個電極，如圖電極，如圖6-9 6-9 所示。這種圓盤形磁阻器件稱為所示。這種圓盤形磁阻器件稱為科爾比諾圓盤科爾比諾圓盤。這時。這時的效應稱的效應稱科爾比諾效應科爾比諾效應。因為圓盤的磁阻最大，故大多磁阻器件做成。因為圓盤的磁阻最大，故大多磁阻器件做成圓盤結構。圓盤結構。)/(1 )(/20blfBk)/(blf圖圖6-9 6-9 磁敏電阻的形狀磁敏

28、電阻的形狀第6章 磁電式傳感器 2022-5-1721磁阻元件第6章 磁電式傳感器 2022-5-17223. 磁敏電阻的基本特性(1)B-R(1)B-R特性。它由特性。它由無磁場時的電無磁場時的電阻和磁感應強度阻和磁感應強度B B時的電阻時的電阻來來表示。隨元件形狀不同而異，表示。隨元件形狀不同而異，約為數(shù)十歐至數(shù)千歐，隨磁約為數(shù)十歐至數(shù)千歐，隨磁感應強度變化而變化。圖感應強度變化而變化。圖6-6-1010為磁敏電阻的特性曲線。為磁敏電阻的特性曲線。在在0.1T0.1T以下的弱磁場中，曲以下的弱磁場中，曲線呈現(xiàn)平方特性，而超過線呈現(xiàn)平方特性，而超過0.1T0.1T后呈現(xiàn)線性變化。后呈現(xiàn)線性變

29、化。圖圖6-10 6-10 磁敏電阻的磁敏電阻的B-RB-R特性特性第6章 磁電式傳感器 2022-5-1723（2 2）靈敏度）靈敏度K K 磁敏電阻的靈敏度可由下式表示：磁敏電阻的靈敏度可由下式表示： （6-116-11）式中式中 磁感應強度為磁感應強度為0.3T0.3T時的值；時的值； 無磁場時的電阻值。無磁場時的電阻值。一般情況下，磁敏電阻的靈敏度一般情況下，磁敏電阻的靈敏度K2.7K2.7。（3 3）溫度系數(shù)）溫度系數(shù) 磁敏電阻的溫度系數(shù)約為磁敏電阻的溫度系數(shù)約為-2-2/，這個值較大。，這個值較大。為補償磁敏電阻的溫度特性，可采用兩個元件串聯(lián)成對使用，為補償磁敏電阻的溫度特性，可采

30、用兩個元件串聯(lián)成對使用，用差動方式工作。用差動方式工作。30KRR3R0R第6章 磁電式傳感器 2022-5-17246.3.2 6.3.2 磁敏二極管磁敏二極管 磁敏二極管是一種磁電轉換的元件，可以將 磁信息轉換成電信號.特點：具有體積小、靈敏度高、響應快、無 觸點、輸出功率大及性能穩(wěn)定等特點。應用：它可廣泛應用于磁場的檢測、磁力探 傷、轉速測量、位移測量、電流測量、無觸 點開關和無刷直電流電機等許多領域。 第6章 磁電式傳感器 2022-5-17251. 磁敏二極管的結構 磁敏二極管是磁敏二極管是PNPN 結型的磁電轉換元件，有硅磁敏二極管和鍺磁敏二極管兩種，結型的磁電轉換元件，有硅磁敏二

31、極管和鍺磁敏二極管兩種，結構如圖結構如圖6-116-11所示。在高純度鍺半導體的兩端用合金法制成高摻雜的所示。在高純度鍺半導體的兩端用合金法制成高摻雜的P P型和型和N N型兩型兩個區(qū)域，在個區(qū)域，在P P、N N 之間有一個較長的之間有一個較長的本征區(qū)本征區(qū)I I ，本征區(qū)，本征區(qū)I I 的一面磨成光滑的復合的一面磨成光滑的復合表面（為表面（為I I 區(qū)），另一面打毛，成為區(qū)），另一面打毛，成為高復合區(qū)高復合區(qū)（r r 區(qū)），因為電子區(qū)），因為電子- -空穴對易于空穴對易于在在粗糙表面復合而消失粗糙表面復合而消失。當通以正向電流后就會在。當通以正向電流后就會在P P、I I、N N 結之間形

32、成電流。由結之間形成電流。由此可知，此可知，磁敏二極管是磁敏二極管是PIN PIN 型型的。的。與普通二極管區(qū)別：普通二極管與普通二極管區(qū)別：普通二極管PNPN結的基區(qū)結的基區(qū)很短很短，以避免載流子在基，以避免載流子在基區(qū)復合，磁敏二極管的區(qū)復合，磁敏二極管的PNPN結卻有結卻有很長的基區(qū)很長的基區(qū)，大于載流子的擴散長度，大于載流子的擴散長度，但基區(qū)是由接近本征半導體的高阻材料構成。但基區(qū)是由接近本征半導體的高阻材料構成。圖圖 6-11 6-11 磁敏二極管結構示意圖磁敏二極管結構示意圖c) 外形外形第6章 磁電式傳感器 2022-5-17262. 工作原理 磁敏二極管在磁敏二極管在磁場強度磁

33、場強度的變化下，其的變化下，其電流電流發(fā)生變化，發(fā)生變化，于是就實現(xiàn)于是就實現(xiàn)磁電轉換磁電轉換。且。且I I區(qū)和區(qū)和r r區(qū)的復合能力之差越區(qū)的復合能力之差越大，磁敏二極管的靈敏度就越高。大，磁敏二極管的靈敏度就越高。 圖圖6-12 6-12 磁敏二極管工作原理示意圖磁敏二極管工作原理示意圖第6章 磁電式傳感器 2022-5-17273. 磁敏二極管的主要特性（1 1）磁電特性磁電特性：在給定條件下，磁敏二極管：在給定條件下，磁敏二極管的的輸出電壓輸出電壓變化量與變化量與外加磁場外加磁場間的變化關系。間的變化關系。圖圖6-136-13給出磁敏二極管單個使用和互補使用給出磁敏二極管單個使用和互補

34、使用時的磁電特性曲線。時的磁電特性曲線。圖圖6-13 6-13 磁敏二極管磁電特性曲線磁敏二極管磁電特性曲線正向磁靈正向磁靈敏度大于敏度大于反向反向互補使用時，正、互補使用時，正、反向磁靈敏度曲反向磁靈敏度曲線對稱，且在弱線對稱，且在弱磁場下有較好的磁場下有較好的線性線性第6章 磁電式傳感器 2022-5-1728（2）伏安特性 在給定磁場情況下，在給定磁場情況下，磁敏二極管兩端磁敏二極管兩端正向正向偏壓偏壓和和通過它的電流通過它的電流的關系曲線。如圖的關系曲線。如圖6-6-1414所示。不同種類的所示。不同種類的磁敏二極管伏安特性磁敏二極管伏安特性也不同。也不同。圖圖6-14 6-14 磁敏

35、二極管伏安特性曲線磁敏二極管伏安特性曲線第6章 磁電式傳感器 2022-5-1729（3）溫度特性 一般情況下，磁敏二極管受溫度的影響一般情況下，磁敏二極管受溫度的影響較大。反映磁敏二極管的溫度特性好壞，較大。反映磁敏二極管的溫度特性好壞，也可用溫度系數(shù)來表示。硅磁敏二極管也可用溫度系數(shù)來表示。硅磁敏二極管在標準測試條件下在標準測試條件下 的溫度系數(shù)小于的溫度系數(shù)小于20mV20mV， 的溫度系數(shù)小于的溫度系數(shù)小于0.6%/0.6%/。而鍺磁敏二極管。而鍺磁敏二極管 的溫度的溫度系數(shù)小于系數(shù)小于-60mV-60mV， 的溫度系數(shù)小的溫度系數(shù)小于于1.5%/1.5%/。所以，規(guī)定硅管的使用溫。所

36、以，規(guī)定硅管的使用溫度為度為-40-408585，而鍺管則現(xiàn)定為，而鍺管則現(xiàn)定為- -40406565。 指在標準測試條件下，指在標準測試條件下，輸出電壓變化量輸出電壓變化量（或無磁場作用時輸出電壓）隨（或無磁場作用時輸出電壓）隨溫度變化溫度變化的規(guī)律，如圖的規(guī)律，如圖6-156-15所示。所示。圖圖6-15 6-15 磁敏二極管溫度特性磁敏二極管溫度特性0uu0uu第6章 磁電式傳感器 2022-5-1730（ 4）頻率特性 硅磁敏二極管的響應時間，幾乎硅磁敏二極管的響應時間，幾乎等于注入載流子漂移過程中被復等于注入載流子漂移過程中被復合并達到動態(tài)平衡的時間合并達到動態(tài)平衡的時間。所以，頻率

37、響應時間與載流子的有效。所以，頻率響應時間與載流子的有效壽命相當。硅管的響應時間小于壽命相當。硅管的響應時間小于 ，即響應頻率高達，即響應頻率高達1MHz1MHz。鍺。鍺磁敏二極管的響應頻率小于磁敏二極管的響應頻率小于10kHz,10kHz,如圖如圖6-166-16所示。所示。1 S圖圖6-16 6-16 鍺磁敏二極管頻率特性鍺磁敏二極管頻率特性第6章 磁電式傳感器 2022-5-17316.3.3 磁敏晶體管 1. 磁敏晶體管的結構磁敏晶體管的結構磁敏晶體管的結構和符號如圖磁敏晶體管的結構和符號如圖6-176-17所示。所示。NPNNPN型磁敏晶體管是在弱型磁敏晶體管是在弱P P型近本征半導

38、體上，型近本征半導體上，用合金法或擴散法形成三個結用合金法或擴散法形成三個結即即發(fā)射結、基極結、集電結發(fā)射結、基極結、集電結所形成的半導體元件。其所形成的半導體元件。其最大特點是最大特點是基區(qū)較長基區(qū)較長，在長基區(qū)的側面制成一個復合率很高的，在長基區(qū)的側面制成一個復合率很高的高復合區(qū)高復合區(qū) 。在。在 區(qū)區(qū)的對面保持光滑的無復合的鏡面的對面保持光滑的無復合的鏡面I I區(qū)，長基區(qū)分為輸運基區(qū)和復合基區(qū)兩部分。區(qū)，長基區(qū)分為輸運基區(qū)和復合基區(qū)兩部分。圖圖6-17 6-17 磁敏晶體管結構與符號磁敏晶體管結構與符號rr c) 磁敏晶體管外形磁敏晶體管外形第6章 磁電式傳感器 2022-5-1732

39、2. 工作原理磁敏晶體管的基區(qū)寬度磁敏晶體管的基區(qū)寬度大于載流子有效擴散長大于載流子有效擴散長度，因而注入的載流子度，因而注入的載流子除少部分輸入到集電極除少部分輸入到集電極外，外，大部分通過大部分通過e-I-b 而而形成基極電流形成基極電流當受到正向磁場作用當受到正向磁場作用時，由于洛侖茲力作時，由于洛侖茲力作用，載流子向用，載流子向發(fā)射結發(fā)射結一側偏轉一側偏轉，從而使，從而使集集電極電流明顯下降電極電流明顯下降當受反向磁場作用時，當受反向磁場作用時，載流子在洛侖茲力作載流子在洛侖茲力作用下，向用下，向集電結一側集電結一側偏轉偏轉，使，使集電極電流集電極電流增大增大由此可以看出，磁敏晶體管工

40、作原理與磁敏二極管完全相同。在正向或由此可以看出，磁敏晶體管工作原理與磁敏二極管完全相同。在正向或反向磁場作用下，會引起反向磁場作用下，會引起集電極電流的減少或增加集電極電流的減少或增加。因此，可以用磁場。因此，可以用磁場方向控制集電極電流的增加或減少，用磁場的強弱控制集電極電流的增方向控制集電極電流的增加或減少，用磁場的強弱控制集電極電流的增加或減少的變化量。加或減少的變化量。圖圖6-18 6-18 磁敏晶體管工作原理示意圖磁敏晶體管工作原理示意圖第6章 磁電式傳感器 2022-5-17333. 磁敏晶體管的主要特性（1 1）磁電特性磁電特性: : 磁電特性是磁敏磁電特性是磁敏晶體管最重要的

41、工作特性之一。晶體管最重要的工作特性之一。例如，國產(chǎn)例如，國產(chǎn)NPNNPN型型3BCM3BCM鍺磁敏晶鍺磁敏晶體管的磁電特性曲線如圖體管的磁電特性曲線如圖6-196-19所所示。在弱磁場作用下，曲線接近示。在弱磁場作用下，曲線接近一條直線。一條直線。圖圖6-19 3BCM6-19 3BCM的磁電特性的磁電特性第6章 磁電式傳感器 2022-5-1734（2）伏安特性磁敏晶體管的伏安特性類似普通晶體管的伏安特性曲線。圖磁敏晶體管的伏安特性類似普通晶體管的伏安特性曲線。圖6-20a6-20a為不受磁場作為不受磁場作用時磁敏晶體管的伏安特性曲線用時磁敏晶體管的伏安特性曲線圖圖6-20b6-20b給出

42、了磁敏晶體管在基極恒流條件下（給出了磁敏晶體管在基極恒流條件下（ ）集電極電流的變化）集電極電流的變化 的特性曲線。的特性曲線。mAIB3圖圖6-20 6-20 磁敏晶體管伏安特性曲線磁敏晶體管伏安特性曲線第6章 磁電式傳感器 2022-5-1735（3）溫度特性 磁敏晶體管對溫度也是敏感的。磁敏晶體管對溫度也是敏感的。 3ACM3ACM、3BCM3BCM磁敏晶體管的溫度系數(shù)為磁敏晶體管的溫度系數(shù)為0.80.8/；3CCM3CCM磁敏晶體管磁敏晶體管的溫度系數(shù)為的溫度系數(shù)為-0 .6-0 .6/。3BCM3BCM的溫度特性曲線如圖的溫度特性曲線如圖6-216-21所示。所示。 圖圖6-21 3

43、BCM6-21 3BCM磁敏晶體管的溫度特性磁敏晶體管的溫度特性返回本章目錄返回本章目錄第6章 磁電式傳感器 2022-5-17366.4 磁電式傳感器的應用6.4.1 6.4.1 霍爾傳感器的應用霍爾傳感器的應用 特點：霍爾傳感器結構簡單、工藝成熟、體積小、壽命長、線性特點：霍爾傳感器結構簡單、工藝成熟、體積小、壽命長、線性度好、頻帶寬。度好、頻帶寬。 應用：用于測量磁感應強度、電功率、電能、大電流、微氣隙中應用：用于測量磁感應強度、電功率、電能、大電流、微氣隙中的磁場；的磁場； 用以制成磁讀頭、磁羅盤、無刷電機；用以制成磁讀頭、磁羅盤、無刷電機； 用于無觸點發(fā)信，做接近開關、霍爾電鍵；用于

44、制成乘、除、平用于無觸點發(fā)信，做接近開關、霍爾電鍵；用于制成乘、除、平方、開方等計算元件；方、開方等計算元件； 用于制作微波電路中的環(huán)行器、隔離器等等。至于再經(jīng)過二次轉用于制作微波電路中的環(huán)行器、隔離器等等。至于再經(jīng)過二次轉換或多次轉換、用于非磁量的檢測和控制，霍爾元件的應用領域換或多次轉換、用于非磁量的檢測和控制，霍爾元件的應用領域就更廣泛了，如測量微位移、轉速、加速度、振動、壓力、流量、就更廣泛了，如測量微位移、轉速、加速度、振動、壓力、流量、液位等等。液位等等。第6章 磁電式傳感器 2022-5-1737把探頭放在待測磁場中，探頭的磁把探頭放在待測磁場中，探頭的磁敏感面要與磁場方向垂直。

45、控制電敏感面要與磁場方向垂直?？刂齐娏饔珊懔髟矗ɑ蚝銐涸矗┕┙o，用流由恒流源（或恒壓源）供給，用電表或電位差計來測量霍爾電動勢。電表或電位差計來測量霍爾電動勢。根據(jù)根據(jù) ，若控制電流，若控制電流不變，則霍爾輸出電動勢正比于磁不變，則霍爾輸出電動勢正比于磁場場. .HHUK IB1.磁場測量（微磁場測量）第6章 磁電式傳感器 2022-5-1738第6章 磁電式傳感器 2022-5-17392. 電流測量（電流計） 由霍爾元件構成的電流傳感器具有測量為由霍爾元件構成的電流傳感器具有測量為非接觸式、測量精度高、不必切斷電路電非接觸式、測量精度高、不必切斷電路電流、測量的頻率范圍廣（從零到幾千赫流、

46、測量的頻率范圍廣（從零到幾千赫茲）、本身幾乎不消耗電路功率等特點。茲）、本身幾乎不消耗電路功率等特點。 根據(jù)根據(jù)安培定律安培定律，在載流導體周圍將產(chǎn)生一，在載流導體周圍將產(chǎn)生一正比于該電流的磁場。用霍爾元件來測量正比于該電流的磁場。用霍爾元件來測量這一磁場，可得到一正比于該磁場的這一磁場，可得到一正比于該磁場的霍爾霍爾電動勢電動勢。通過測量霍爾電動勢的大小來間。通過測量霍爾電動勢的大小來間接測量電流的大小，這就是霍爾鉗形電流接測量電流的大小，這就是霍爾鉗形電流表的基本測量原理。如圖表的基本測量原理。如圖6-236-23。圖圖6-23 6-23 霍爾元件測量電流霍爾元件測量電流第6章 磁電式傳感

47、器 2022-5-1740第6章 磁電式傳感器 2022-5-1741第6章 磁電式傳感器 2022-5-1742第6章 磁電式傳感器 2022-5-17433. 霍爾轉速表 在被測轉速的轉軸上安裝一個齒在被測轉速的轉軸上安裝一個齒盤，也可選取機械系統(tǒng)中的一個盤，也可選取機械系統(tǒng)中的一個齒輪，將線性形霍爾器件及磁路齒輪，將線性形霍爾器件及磁路系統(tǒng)靠近齒盤。齒盤的轉動使磁系統(tǒng)靠近齒盤。齒盤的轉動使磁路的路的磁阻磁阻隨隨氣隙氣隙的改變而周期性的改變而周期性地變化，霍爾器件輸出的微小脈地變化，霍爾器件輸出的微小脈沖信號經(jīng)隔直、放大、整形后就沖信號經(jīng)隔直、放大、整形后就可以確定被測物的轉速。如圖可以確

48、定被測物的轉速。如圖6-6-2424所示。轉速計算公式為：所示。轉速計算公式為：圖圖6-24 6-24 霍爾轉速表霍爾轉速表zfn60齒盤齒盤的齒的齒數(shù)數(shù)輸出輸出脈沖脈沖數(shù)數(shù)轉速轉速（轉（轉/ /分）分）第6章 磁電式傳感器 2022-5-1744案例：案例：汽車汽車速度測量速度測量磁力線磁力線集中集中穿過霍爾穿過霍爾元件，產(chǎn)生較大的霍元件，產(chǎn)生較大的霍爾電勢，經(jīng)放大整形爾電勢，經(jīng)放大整形后輸出后輸出高電平高電平磁力線磁力線分散分散，霍爾元霍爾元件產(chǎn)生的霍爾電勢較件產(chǎn)生的霍爾電勢較小，經(jīng)放大整形后輸小，經(jīng)放大整形后輸出出低電平低電平第6章 磁電式傳感器 2022-5-17454. 角位移測量儀

49、 當當 不同時，霍爾電勢不同時，霍爾電勢 也不也不同?；魻柦俏灰茰y量儀結構如圖同?；魻柦俏灰茰y量儀結構如圖6-246-24所示?；魻柶骷c被測物連所示?；魻柶骷c被測物連動，而霍爾器件又在一個恒定的動，而霍爾器件又在一個恒定的磁場中轉動，于是霍爾電勢就反磁場中轉動，于是霍爾電勢就反映了轉角映了轉角 的變化。不過，這個的變化。不過，這個變化是非線性的（變化是非線性的（ 正比正比于于 ) ) ，若要求，若要求 與與 成線成線性關系，必須采用特定形狀的磁性關系，必須采用特定形狀的磁極。極。當霍爾元件與磁場方向不垂直，而是與其法線成某一角度時，這時霍當霍爾元件與磁場方向不垂直，而是與其法線成某一角度時

50、，這時霍爾電勢爾電勢（6-136-13）cosHHUK IBHU圖圖6-25 6-25 角位移測量儀角位移測量儀HUcosHU第6章 磁電式傳感器 2022-5-1746將霍耳元件置于永久磁鐵的磁場中。其霍耳元件的輸出與成正比，即 sinIBKUHH霍耳傳感器用于角度檢測第6章 磁電式傳感器 2022-5-17475. 接近開關 當霍爾元件通以恒定的控制電流，且有當霍爾元件通以恒定的控制電流，且有磁體近距離接磁體近距離接近霍爾元件然后再離開近霍爾元件然后再離開時，元件的霍爾輸出將發(fā)生顯時，元件的霍爾輸出將發(fā)生顯著變化，輸出一個著變化，輸出一個脈沖霍爾電勢脈沖霍爾電勢。利用這種特性可進。利用這種

51、特性可進行行無觸點發(fā)信無觸點發(fā)信。這種情況下，對霍爾元件本身的線性。這種情況下，對霍爾元件本身的線性和溫度穩(wěn)定性等要求不高，只要有足夠大的輸出即可。和溫度穩(wěn)定性等要求不高，只要有足夠大的輸出即可。另外，作用于霍爾元件的磁感應強度變化值，僅與磁另外，作用于霍爾元件的磁感應強度變化值，僅與磁體和元件的相對位置有關，與相對運動速度無關，這體和元件的相對位置有關，與相對運動速度無關，這就使發(fā)信裝置的結構既簡單又可靠。就使發(fā)信裝置的結構既簡單又可靠。 霍爾無觸點發(fā)信可廣泛用于精確定位、導磁產(chǎn)品計數(shù)、霍爾無觸點發(fā)信可廣泛用于精確定位、導磁產(chǎn)品計數(shù)、轉速測量、接近開關和其他周期性信號的發(fā)信。轉速測量、接近開

52、關和其他周期性信號的發(fā)信。第6章 磁電式傳感器 2022-5-1748 圖圖6-26 6-26 各種常見霍爾接近開關示意圖各種常見霍爾接近開關示意圖第6章 磁電式傳感器 2022-5-17496. 功率測量因此，可利用霍爾元件進行因此，可利用霍爾元件進行直流功率直流功率測量。該電路測量。該電路適用于適用于直流大功率的測量直流大功率的測量， 為負載電阻，指示儀為負載電阻，指示儀表一般采用功率刻度的伏特表，霍爾元件采用表一般采用功率刻度的伏特表，霍爾元件采用 N N 型型鍺材料元件較為有利。其測量誤差一般小于鍺材料元件較為有利。其測量誤差一般小于1 1。這。這種功率測量方法有下列種功率測量方法有下

53、列優(yōu)點優(yōu)點：由于霍爾電勢正比于：由于霍爾電勢正比于被測功率，因此可以做成直讀式功率計；功率測量被測功率，因此可以做成直讀式功率計；功率測量范圍可從微瓦到數(shù)百瓦；裝置中設有轉動部分，輸范圍可從微瓦到數(shù)百瓦；裝置中設有轉動部分，輸出和輸入之間相互隔離，穩(wěn)定性好，精度高，結構出和輸入之間相互隔離，穩(wěn)定性好，精度高，結構簡單，體積小，壽命長，成本低廉。簡單，體積小，壽命長，成本低廉。圖圖6-27 6-27 直流功率計電路直流功率計電路圖圖6-256-25是直流功率計電路。若外加磁場正比于外加電壓，表示為是直流功率計電路。若外加磁場正比于外加電壓，表示為則霍爾電勢為則霍爾電勢為（6-146-14）1iB

54、kU外加外加電壓電壓與器件與器件及器件材料、及器件材料、結構有關的常數(shù)結構有關的常數(shù)1i1iHHHHUK IBK IkUK k IUkP常數(shù)常數(shù)功率功率LR第6章 磁電式傳感器 2022-5-17507. 霍爾無觸點汽車電子點火器u 汽車上的蓄電池或發(fā)汽車上的蓄電池或發(fā)電機向點火系提供電能，電機向點火系提供電能，機械觸點控制點火時刻，機械觸點控制點火時刻，點火時刻的調節(jié)采用機械點火時刻的調節(jié)采用機械式自動調節(jié)機構，儲能方式自動調節(jié)機構，儲能方式為電感儲能。式為電感儲能。u 傳統(tǒng)點火系結構簡單，傳統(tǒng)點火系結構簡單，成本低，是一種應用較早、成本低，是一種應用較早、較普遍的點火系。但該點較普遍的點火

55、系。但該點火系工作可靠性差，點火火系工作可靠性差，點火狀況受轉速、觸點技術狀狀況受轉速、觸點技術狀況影響較大，需要經(jīng)常維況影響較大，需要經(jīng)常維修、調整。修、調整。 傳統(tǒng)點火系傳統(tǒng)點火系 第6章 磁電式傳感器 2022-5-1751傳統(tǒng)點火系傳統(tǒng)點火系 第6章 磁電式傳感器 2022-5-1752傳統(tǒng)點火系傳統(tǒng)點火系 第6章 磁電式傳感器 2022-5-1753u傳統(tǒng)的汽車發(fā)動機點火裝置采用機械式分電傳統(tǒng)的汽車發(fā)動機點火裝置采用機械式分電器，它由分電器轉軸凸輪來控制合金觸點的器，它由分電器轉軸凸輪來控制合金觸點的閉合來驅動火花塞一次點火。閉合來驅動火花塞一次點火。u缺點：存在點火時間不準，出點易

56、磨損、以缺點：存在點火時間不準，出點易磨損、以燒壞，高速時動力不足等缺電。采用霍爾無燒壞，高速時動力不足等缺電。采用霍爾無觸點電子點火裝置可以克服上述缺點，提高觸點電子點火裝置可以克服上述缺點，提高燃燒效率。燃燒效率。第6章 磁電式傳感器 2022-5-1754圖圖6-28 6-28 四汽缸霍爾式汽車電子點火裝置示意圖四汽缸霍爾式汽車電子點火裝置示意圖第6章 磁電式傳感器 2022-5-1755u 霍爾式霍爾式汽車電子點火系汽車電子點火系由內裝霍爾集成塊的霍爾式分電器、點火模塊、火花由內裝霍爾集成塊的霍爾式分電器、點火模塊、火花塞、點火線圈、電源、點火開關等組成。當接通點火開關時，發(fā)動機曲軸帶

57、塞、點火線圈、電源、點火開關等組成。當接通點火開關時，發(fā)動機曲軸帶動分電器軸轉動，信號動分電器軸轉動，信號轉子葉片轉子葉片交替穿過霍爾元件氣隙，當信號轉子葉片進交替穿過霍爾元件氣隙，當信號轉子葉片進入氣隙時，霍爾信號傳感器輸出入氣隙時，霍爾信號傳感器輸出11.1V11.4V的高電位，高電位信號通過電的高電位，高電位信號通過電子點火模塊中的集成電路導通飽和，接通點火線圈初級電流，點火線圈鐵芯子點火模塊中的集成電路導通飽和，接通點火線圈初級電流，點火線圈鐵芯儲存磁場能；當轉子葉片離開霍爾元件間隙時，霍爾信號傳感器輸出儲存磁場能；當轉子葉片離開霍爾元件間隙時，霍爾信號傳感器輸出0.3V0.4V的低電

58、位，低電位信號通過電子點火模塊使大功率三極管截止初級線圈的低電位，低電位信號通過電子點火模塊使大功率三極管截止初級線圈電流。初級線圈電流驟然消失使次級感應出大于電流。初級線圈電流驟然消失使次級感應出大于1520KV高壓電，配電器將高壓電，配電器將高壓電按點火順序準時地送給各工作缸火花塞是火花塞產(chǎn)生火花放電，完成高壓電按點火順序準時地送給各工作缸火花塞是火花塞產(chǎn)生火花放電，完成汽缸點火過程。汽缸點火過程。第6章 磁電式傳感器 2022-5-17566.4.2 磁敏電阻的應用 利用磁敏電阻的電氣特性可以在外磁場的作用下改變利用磁敏電阻的電氣特性可以在外磁場的作用下改變的特點，可以用來作為的特點，可

59、以用來作為電流傳感器、磁敏接近開關、電流傳感器、磁敏接近開關、角速度角速度/ /角位移傳感器、磁場傳感器角位移傳感器、磁場傳感器等。磁阻元件阻值等。磁阻元件阻值與通過電流量的大小組合起來，能夠實現(xiàn)乘法運算的與通過電流量的大小組合起來，能夠實現(xiàn)乘法運算的功能，可以制作出電流計、磁通計、功率計、模擬運功能，可以制作出電流計、磁通計、功率計、模擬運算器、可變電阻等。此外磁敏電阻可用于開關電源、算器、可變電阻等。此外磁敏電阻可用于開關電源、UPSUPS、變頻器、伺服馬達驅動器、電度表、電子儀器儀、變頻器、伺服馬達驅動器、電度表、電子儀器儀表、家用電器等，應用非常廣泛。表、家用電器等，應用非常廣泛。第6

60、章 磁電式傳感器 2022-5-1757第6章 磁電式傳感器 2022-5-1758磁敏電位器（無觸點開關） 圖圖6-296-29是將是將 InSb-NiSb InSb-NiSb 材料制成材料制成具有中心抽頭的三端環(huán)形磁阻元具有中心抽頭的三端環(huán)形磁阻元件的件的無觸點電位器無觸點電位器。將半圓形磁。將半圓形磁鋼（一種稀土永磁體）同心固定鋼（一種稀土永磁體）同心固定于磁阻元件上，并與兩個軸承固于磁阻元件上，并與兩個軸承固定的轉軸連接。隨著轉動軸的轉定的轉軸連接。隨著轉動軸的轉動，不斷地改變磁鋼在圓形磁阻動，不斷地改變磁鋼在圓形磁阻元件上面的位置。這種無觸點電元件上面的位置。這種無觸點電位器實際上是