磁敏式轉速傳感器
磁敏式傳感器是通過磁電作用將被測量(如振動、位移、轉速等)轉換成電信號的一種傳感器。磁敏式傳感器種類不同,其原理也不完全相同,因此各有各的特點應用范圍。
簡介
磁敏式傳感器都是利用半導體材料中的自由電子或空穴隨磁場改變其運動方向這一特性而制成的。(磁電效應)。按其結構可分為體型和結構兩大類。
體型的有霍爾傳感器,其主要材料InSb(銻化銦)、InAs(***化銦)、Ge(鍺)、Si、GaAs等和磁敏電阻InSb、InAs。
結型的有磁敏二極管Ge、Si,磁敏晶體管Si。
轉速傳感器,將旋轉物體的轉速轉換為電量輸出的傳感器。
磁敏轉速傳感器的應用
磁敏轉速傳感器能將角位移轉換在成電脈沖信號,供二次儀表使用,主要為鐵路高速列車防滑系統配套。
具有測量范圍寬,安裝簡便,輸出幅值大,工作溫度范圍寬,抗振性好等優點,供抵速測量用戶,特別是使用溫度可以從-10~+65℃,適用范圍較廣,配用其它二次儀表也十分方便。
工作原理
磁敏傳感器,顧名思義就是感知磁性物體的存在或者磁性強度(在有效范圍內)這些磁性材料除永磁體外,還包括順磁材料(鐵、鈷、 鎳及其它們的合金)當然也可包括感知通電(直、交)線包或導線周圍的磁場。
傳統的磁檢測中首先被采用的是電感線圈為敏感元件。特點正是無須在線圈中通電,一般***對運動中的永磁體或電流載體起敏感作用。后來發展為用線圈組成振蕩槽路的。 如探雷器, 金屬異物探測器,測磁通的磁通計等. (磁通門,振動樣品磁強計)。
霍爾傳感器
霍爾傳感器是依據霍爾效應制成的器件。
霍爾效應:通電的載體在受到垂直于載體平面的外磁場作用時,則載流子受到洛倫茲力的作用, 并有向兩邊聚集的傾向,由于自由電子的聚集(一邊多一邊必然少)從而形成電勢差, 在經過特殊工藝制備的半導體材料這種效應更為顯著。從而形成了霍爾元件。早期的霍爾效應的材料Insb(銻化銦)。為增強對磁場的敏感度,在材料方面半導 體IIIV 元素族都有所應用。近年來,除Insb之外,有硅襯底的,也有***化鎵的?;魻柶骷捎谄涔ぷ鳈C理的原因都制成全橋路器件,其內阻大約都在 150Ω~500Ω之間。對線性傳感器工作電流大約在2~10mA左右,一般采用恒流供電法。
Insb與硅襯底霍爾器件典型工作電流為10mA。而***化鎵典型工作電流為2 mA。作為低弱磁場測量,我們希望傳感器自身所需的工作電流越低越好。(因為電源周圍即有磁場,就不同程度引進誤差。另外,目前的傳感器對溫度很敏感,通 的電流大了,有一個自身加熱問題。(溫升)就造成傳感器的零漂。這些方面除外附補償電路外,在材料方面也在不斷的進行改進。
霍爾傳感器主要有兩大類,一類為開關型器件,一類為線性霍爾器件,從結構形式(品種)及用量、產量前者大于后者?;魻柶骷捻憫俣却蠹s在1us 量級。