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霍尔效应电流传感器起源-韦克威-温漂仅500PPM

2020-10-16 11:50:43 韦克威科技

霍尔效应是在1879年由埃德温 · 霍尔发现的,但是直到许多年后,技术的发展才使集成电路能够充分利用这一现象。今天,霍尔效应电流传感器集成电路提供了一种方便的方式来实现准确的电流测量,保持测量电流路径和测量电路之间的电气隔离。

霍尔效应是洛伦兹力的延伸,洛伦兹力描述了在磁场中运动的带电粒子(例如电子)所受的力。如果磁场的方向与电子的运动方向垂直,则电子受到的力与磁场的方向和运动方向都垂直。

洛伦兹力

霍尔效应是指洛伦兹力作用在穿过导体的电子上,使导体两侧产生电势差,即电压差,

霍尔效应

注意,第二个图中的箭头指示了传统电流的方向,这意味着电子正朝着相反的方向运动。洛伦兹力的方向由一个右手定律控制,该定律考虑了电子相对于磁场的运动方向。在第一个图中,电子向右移动,洛伦兹力向上移动。在第二个图中,电子向左流动,洛伦兹力向下,因此负电荷向导体的底部边缘聚集。其结果是导体上边缘和下边缘之间产生电位差,上边缘比下边缘更为正。这种电位差称为霍尔电压:这个方程适用于载流平板,它告诉我们霍尔电压与通过导体的电流的振幅(i)、磁场强度(b)、基本电子电荷(e)、每单位体积的电子数(ρ)和平板厚度(t)有关。

通过霍尔效应产生的电压相对于通常影响电路的噪声、偏移量和温度效应来说是很小的,因此基于霍尔效应的实用传感器并不普遍,直到半导体技术的进步允许高度集成的元件包含霍尔元件和额外的电路来放大和调节霍尔电压。尽管如此,霍尔效应传感器测量小电流的能力还是有限的。例如,allegro 的 ACS712的灵敏度为185 mV/A。这意味着10ma 的电流只能产生1.85 mV 的输出电压。如果电路具有低噪声底板,这个电压可以接受,但是如果在电流通路中加入2ω 电阻,产生的20mv 输出电压将是一个重大改进。霍尔效应适用于各种电流传感器应用; 基于电流、磁场和电压之间相对简单的关系的设备可用于测量位置、速度和磁场强度。然而,在这篇文章中,我们将集中讨论通过霍尔电压测量电流的设备,当由被测电流产生的磁场集中到一个集成的霍尔效应元件时产生的霍尔电压。


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李工:18576410868



标签: 传感器
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