磁性传感器的工作原理

首先，在传统的磁检测中，首先使用感应线圈作为敏感元件。特点是不需要在线圈中通电，一般只在运动的永磁体或载流体内起灵敏作用。后来发展到用线圈构成振荡回路。例如地雷探测器、金属异物探测器、用于测量磁通量的磁通计等。(磁通门，振动样品磁力仪)。霍尔传感器霍尔传感器是一种基于霍尔效应的器件。霍尔效应:当带电载流子受到垂直于载流子平面的外磁场时，载流子受到洛仑兹力，倾向于向两侧聚集。由于自由电子的积累(一边多，另一边少)，形成电位差，这种效应在特殊工艺制备的半导体材料中更为明显。从而形成霍尔元件。早期的霍尔效应材料Insb(铟锑)。为了增强对磁场的敏感性，半导体IIIV族元素已被应用于材料中。近年来，除了Insb，还有硅衬底和砷化镓。由于其工作机理，霍尔元件器件全部做成全桥器件，其内阻约为150ω~ 500ω。对于线性传感器，工作电流约为2~10mA，一般采用恒流供电方式。Insb和硅基霍尔元件的典型工作电流为10mA。砷化镓的典型工作电流为2 mA。作为一种低弱磁场测量，我们希望传感器本身要求的工作电流越低越好。(因为电源周围有磁场，不同程度引入误差。另外，电流传感器对温度非常敏感，电流大，有自发热问题。(温度上升)会导致传感器零点漂移。除了补偿电路，这些方面在材料上也在不断改进。霍尔传感器主要有两种，一种是开关器件，另一种是线性霍尔元件。前者在结构(品种)、用量、产量上都大于后者。霍尔元件的响应速度约为1us。磁阻传感器磁阻传感器和磁敏二极管是由霍尔传感器衍生出来的另一种磁敏传感器。使用的半导体材料和霍尔用的基本一样。但这类传感器对磁场的作用机理不同，传感器中载流子运动的方向与检测到的磁场在同一平面。对了，霍尔效应和磁阻效应并存。制造霍尔元件时，要努力减小磁阻效应的影响，制造磁阻器件时，要努力避免霍尔效应(计算公式中的非线性项)。在磁阻器件的应用中，温度漂移的控制也是主要矛盾。在器件制备方面，磁阻器件不同于霍尔，所以早期的产品是单磁阻。由于大的温度漂移，单臂(两个串联的磁阻器)主要用于补偿温度漂移。目前也有全桥产品，但用法(用途)与霍尔元件略有不同。据悉，磁阻器件的响应速度与霍尔1uS相同。磁阻传感器由于工作机理与霍尔不同，采用恒压源供电(但也需要一定的电流)。后续电路不同时，对电源的稳定性和内部噪声的要求也不一样。四、磁传感器的应用问题:磁传感器的体积(单位):磁传感器是作为检测磁场来设计制造的，检测的一般概念是:测量磁场中某一点的磁性。点的定义在几何学中是无穷小的。在磁场检测中，由于磁场的面积、体积、间隙大小都是有限的面积(大小)，所以我们希望磁传感器的面积要比被测磁场的面积更小，更精确。在磁场成像的技术中，元件体积越小，在相同的面积上收集的像素越多。分辨率和清晰度越高。在表面磁场的测量和多级磁体的检测中，磁栅尺中需要有这样的要求。根据磁传感器的工作机理，为了提高灵敏度，对磁场中的几何形状有相应的要求，这与“点”的要求是矛盾的。在与国外专家的技术交流中了解到，1999年，俄罗斯专家表示已经做出了一个体积为0 .6mm的探头(多家研究所制造)。美国也有相应的产品，每个70美元左右。是否是目前最高水平还没有报道。在二维场和三维场的测量中也很难要求探头封装的垂直度。& gt