霍爾效應及霍爾效應磁敏傳感器

　　若有一厚度為d、寬為l的載電半導體薄片， 置于磁力線和電流方向垂直的磁場中.剛在薄片兩側與電流垂直的方向上特產(chǎn)生電壓. 即霍爾電壓uh，其大小正比于電流和磁場強度. 因1879年由美國物理學者e.h hall發(fā)現(xiàn)， 故稱此現(xiàn)象為霍爾效應。

　　那些對被測對象的某一確定的信息具有感受與檢出功能， 并使之按照一定規(guī)律轉換成與之對應的可用輸出信號的元器件或裝置為傳感器。其通常由敏感元件和轉換元{牛組成。霍爾效應磁敏傳感器就是建立在霍爾效應基礎上的磁電轉換的傳感器， 由霍爾元件(利用霍爾效應制成的元件)和轉換電路組成。

　　霍爾元件的選擇

　　我們知道.霍爾效應磁敏傳感器的選擇最重要的就是霍爾元件的選擇。首先根據(jù)被測信號的形式是線性、脈沖、高變、位移和函數(shù)等，選擇性能與之相類似的霍爾元件，其次對應用環(huán)境和技術性能進行分析，在選擇的幾種霍爾元件中，進行第二次挑選，從技術條件和性能方面分析，哪一種更適合應用場合， 最后分析一下選擇霍爾元件的價格和市場供應等情況， 選擇成本低、市場供應量大的更合適。所有的霍爾集成片都具有基本相同的線路.在集成片的基底上除了霍爾元件外， 還有信號整定線路。霍爾元件的輸出電平很小，是微伏級。低噪音、高輸入阻抗放大器將信號放大到和系統(tǒng)電子線路相兼容的電平。電壓調(diào)整器或參考電壓源也是共有的， 為了使霍爾電壓僅與磁場變化有關， 大部分傳感器以恒流源供電。除片內(nèi)的線路基本相同外.霍爾元件的封裝也基本相同。大部分霍爾集成片采用單列直插式塑料封裝，有3或4個腳。下面我們從幾個方面敘述一下，霍爾元件在各種應用條件下所選用的原則。

　　1、磁場測量。如果要求被測磁場精度較高，如優(yōu)于±0.5% ，那么通常選用砷化鎵霍爾元件，其靈敏度高，約為5—10mv/100mt.溫度誤差可 忽略不計，且材料性能好，可以做的體積較小。在被測磁場精度較低.體積要求不高. 如精度低于±0.5% 時， 最好選用硅和鍺雹爾元件。

　　2、電流測量。大部分霍爾元件可以用于電流測量，要求精度較高時.選用砷化鎵霍爾元件，精度不高時， 可選用砷化鎵、硅、鍺等霍爾元件。

　　3、轉速和脈沖測量。測量轉速和脈沖時，通常是選用集成霍爾開關和銻化銦霍爾元件。如在錄像機和攝像機中采用了銻銦霍爾元件替代電機的電刷.提高了使用壽命。

　　4、信號的運算和測量。通常利用霍爾電勢與控制電流、被測磁場成正比，并與被測磁場同霍爾元件表面的夾角成正弦關系的特性，制造函數(shù)發(fā)生器。利用霍爾元件輸出與控制電流和被測磁場乘積成正比的特性。制造功率表、電度表等。

　　5、拉力和壓力測量。選用霍爾件制成的傳感器較其它材料制成的陣感器靈敏度和線性度更佳。