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InSb霍尔传感器输出电压温度特性的研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-11-18  来源:中国互感器网  浏览次数:465
核心提示:  霍尔传感器是一种利用霍尔效应测量磁感应强度的元件-锑化铟(InSb,IV族化合物半导体材料)霍尔元件的特点为:霍尔迁移率高,磁电转换效率高;响应速度快;动态范围宽;频率特性好(DCMHz);低噪音

  霍尔传感器是一种利用霍尔效应测量磁感应强度的元件-锑化铟(InSb,IV族化合物半导体材料)霍尔元件的特点为:霍尔迁移率高,磁电转换效率高;响应速度快;动态范围宽;频率特性好(DCMHz);低噪音(PV以下)等。

  因而该传感器应用极其广泛-InSb霍尔传感器作为DD马达的检测元件自研制生产以来己被大量使用-VTR等民用仪器、无电刷无火花的DC伺服马达等的控制设备上都有应用。此外,还广泛用于磁强计、BH波形记录器马达转速控制器位置检测用元件以及无接触点装置部件等方面-置由铜槽铜棒加热器、温度控制器(包括温度传感器)冷却液及杜瓦瓶组成。冷阱中的整个支架由底座加热器和主容器组成。底座起到固定的作用。加热器与恒温仪相连,用于控制温尔传感器铂热电阻及恒温仪探头均浸没于变压器油中。测常温下的霍尔效应时用水作固温液体。因水的比热大,温度变化慢,易保持恒温。

  测0*C左右的霍尔效应时,可放冰水混合物,低温环境下则需液氮。整个系统置于电磁铁两极之间。实验中需较强的磁场,最大应可达0. 3T左右。

  霍尔元件有四根引线,两根与输入电流相连,两根作为输出端,与数字电压表连接。为了保持输入电流的恒定,可以在输入回路中串联一个电阻箱和毫安表,测量过程中,不断调节电阻箱R使毫安表读数保持恒定。调整霍尔元件在磁场中的方向,使之垂直于磁场,即数字电压表示数最大,记录其值。用铂热电阻来测量并显示霍尔元件所在处的温度。

  2.3霍尔电压的测量不等位电压、剩磁和其他副效应可影响霍尔电压的测量,需要改变InSb霍尔传感器的电流方向和磁场方向。霍尔电压的计算式为U /4其中M,U2,U3,U4分别为通过霍尔传感器的电流正反向和磁场正反向四种情况下测得的霍尔电压。

  2.4恒温仪的使用恒温仪探头处于霍尔元件的环境中,它能及时探得环境温度的变化,传输给恒温仪。而恒温仪得到信号后,通过改变加热器电流的大小来控制温度的变化。该套仪器可相当准确地控制环境温度,尤其在低温条件下,它能有效地控制待测霍尔传感器达到所需的环境温度,为准确测量创造了条件。

  3实验结果5A间隔1A变化,在2C和20.C时霍尔电压和U2随磁感应强度B变化的数据见表1. 0~65C时霍尔电压U随温度0的变化及低温下霍尔传感器的霍尔电压U随温度0的变化分别见表2和表3.表12*C和20C霍尔电压随磁场变化表2.1常温下恒流源驱动的0,U数据表2.2常温下恒压源驱动的0,U数据表3低温下恒流源驱动的0,U数据一工作电流与磁场强度的情况下,当温度分别为2C和20. C时,其霍尔电势差不同,说明该传感器的输出电压与温度密切相关。

  由常温下霍尔电压随温度的变化数据可知,恒压驱动时的InSb霍尔传感器的温度系数约为-0.23% /C,而恒流驱动时约为-1.3%/C.因此。InSb霍尔传感器通常使用恒压驱动。

  度的变化相当不稳定,温度在-40~65C之间时,霍尔电压随温度的变化比较小。由此可得,InSb霍尔传感器的工作温度选在-40~ 65C较好。

  4结束语InSb霍尔传感器具有许多优良的特性,尤其是它在一定的磁感应强度下的输出电压比较大,然而,霍尔电压随温度的变化特别大,因此减小其温度系数成为正确使用该元件的关键。从实验结果可以看到,恒压驱动的InSb霍尔传感器的输出电压随温度的变化比恒流驱动时小得多。因此,笔者认为使用该传感器时一般要采用恒压驱动。

 
 
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