| 有关霍尔压力传感器的工作原理与结构，霍尔传感器是一种当交变磁场经过时产生输出电压脉冲的传感器，脉冲的幅度是由激励磁场的场强决定的，霍尔元件为四端元件，两端用于输入激励电流，两端用于输出霍尔电动势。霍尔压力传感器的工作原理 霍尔压力传感器是基于某些半导体材料的霍尔效应制成的。当磁场为一交变磁场时，霍尔电动势也为同频率的交变电动势，建立霍尔电动势的时间极短，一般只要10-12~10-4S，故其响应频率高，可达100MHz。 霍尔元件为四端元件，两端用于输入激励电流，两端用于输出霍尔电动势。 理想霍尔元件的材料要求要有较高的电阻率及载流子迁移率，以便获得较大的霍尔电动势。 常用霍尔元件的材料大都是半导体，包括N型硅(Si)、锑化铟(InSb)、砷化铟InAs)、锗(Ge)、砷化镓GaAs)及多层半导体质结构材料，N型硅的霍尔系数、温度稳定性和线性度均较好，砷化镓温漂小，目前应用。 对于一定的霍尔片，其霍尔电势VH仅与B和I有关。图4-8中两对磁极所形成的磁感应强度的分布如图4-10所示，是线性非均匀磁场.霖尔片处于图示的磁场中，并且通过粗尔片的电流I恒定(为常数)，当弹簧管自由端的报尔片处在磁场中不同位置时，由于受到的磁感应强度B不同，即可得到与弹簧管自由端位移成比例的霍尔电势的大小，这样就实现了位移一电势的线性转换。  当霍尔片的几何中心处于两对极靴的中央位置时，山于霍尔片两半所通过的磁通方向相反.量值相同，故此时霍尔片输出总电势VH为零。 当给弹簧管通入压力后，弹簧管的自由端带动霍尔片偏离其平衡位置，这时霍尔片两半各自通过的磁通不同，导致各自的霍尔电势不同.故霍尔片输出的总电势也不为零.从而实现了爪力一位移- 电势的转换。 由于霍尔片对温度变化很敏感，需要采取温度补偿措施，以消弱温度变化对传感器输出特性的影响。霍尔片外加直流电源应具有恒流特性，以保证通过霍尔片的电流I为恒定值.  1、霍尔压力传感器的工作原理 在使用的霍尔式压力传感器中，均采用恒定电流I，而使B的大小随被测压力户变化达到转换目的。 1)压力一霍尔片位移转换将霍尔片固定在弹簧管自由端.当被测压力作用于弹黄管时，把压力转换成霍尔片线性位移。 2)非均匀线性磁场的产生为了达到不同的霖尔片位移，施加在霍尔片的磁感应强度 B不同，又保证霍尔片位移一磁感应强度B线性转换，就需要一个非均匀线性磁场。非均匀线性磁场是靠极靴的特殊几何形状形成的，如图2-12所示。 3)霍尔片位移-霍尔电势转换 由图2-12可知，当霍尔片处于两对极靴间的中央平衡位置时，由于霍尔片左右两半所通过的磁通方向相反、大小相等，互相对称，故在霍尔片左右两半上产生的霖尔电势也大小相等、极性相反。 因此，从整块霍尔片两端导出的总电势为零，当有压力作用，则翟尔片偏离极靴间的中央平衡位置。橄尔片两半所产生的两个极性相反的电势大小不相等，从整块霍尔片导出的总电势不为零.压力越大，输出电势越大.沿霍尔片偏离方向上的磁感应强度的分布呈线性状态，故霍尔片两端引出的电势与报尔片的位移成线性关系.即实现了霍尔片位移和报尔电势的线性转换。 2、霍尔式压力传感器的结构 常见的霖尔式压力传感器有YSH-1型和YSH-3型两种。图2-13所示为YSH-3型压力传感器结构示意图。 被测压力由弹赞管1的固定端引入，弹赞管自由端与霍尔片3相连接，在霍尔片的上下垂直安放着两对磁极，使狱尔片处于两对磁极所形成的非均匀线性磁场中，霍尔片的四个端面引出四根导线，其中与磁钢2相平行的两根导线与直流稳压电源相连接，另两根用来输出信号。当被测压力引入后，弹簧管自由端产生位移，从而带动霍尔片移动护改变了施加在霍尔片上的磁感应强度，依据霍尔效应进而转换成霍尔电势的变化，达到了压力-位移-霍尔电势的转换。 为了使VH与B成单值函数关系，电流I必须保持恒定.为此，霍尔式压力传感器一般采用两级申联型稳压电源供电，以保证控制电流了的恒定。 3、霍尔式压力传感器的使用 传感器应垂直安装在机械振动尽可能小的场所，且倾斜度小于3度。当介质易结晶或粘度较大时，应加装隔离器。通常情况下，以使用在测量上限值1/2左右为宜，且瞬间超负荷应不大于测量上限的二倍。由于霍尔片对温度变化比较敏感，当使用环境温度偏离仪表规定的使用温度时要考虑温度附加误差，采取恒温措施(或沮度补偿措施)。此外还应保证直流稳压电源具有恒流特性，以保证电流的恒定。 霍尔式压力传感器的结构原理 利用霍尔元件测量位移惯性小、反应速度快的特点，可用来测量力、压力、压差、液位、流量 等。将霍尔元件与弹性元件(波登管、波纹管或膜盒等）的输出端相联系，如图7 - 22所示，当被测压力P变化时，膜盒顶端芯杆产生位移，推动带有霍尔 元件的杠杆3，霍尔元件在由四个磁极构成的线性不均匀 磁场中移动，使作用在霍尔元件1上的磁场变化,从而使 霍尔元件的霍尔电势随之发生变化。由于磁场是线性分 布的,所以霍尔元件的输出随位移（压力）的变化也是线性的。在被测压力为0时，霍尔元件处于平衡位置，输出为 0;当输人正压力时，霍尔元件向上运动；当输人负压力时，霍尔元件向下运动，输出的霍尔电势符号也发生变化。  霍尔传感器的工作原理 霍尔传感器是一种当交变磁场经过时产生输出电压脉冲的传感器。脉冲的幅度是由激励磁场的场强决定的。因此，霍尔传感器不需要外界电源供电。 霍尔传感器可广泛应用于： 1电子式水表、气表、电表和远程抄表系统 2控制设备中传送速度的测量 3无刷直流电机的旋转和速度控制 4在工程中测量转动速度和其他机械上的自动化应用 5转速仪、速度表以及其他转子式计量装置 --- 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。 我们知道，晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效应；当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。 压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的 |
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