用万用表检测霍尔器件,Hall element

用万用表检测霍尔器件,Hall element

关键字：用万用表检测霍尔器件

用万用表检测霍尔器件

    一、霍尔器件的原理

霍尔效应是一种磁电效应，当电流通过金属箔片时，若在垂直于电流的方向施加磁场。则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显，而铁磁金属在居里温度以下时，将呈现极强的霍尔效应，如图1所示。

    霍尔电压UH的基本关系为：UH=(RH/d)IB；

    式中RH——霍尔系数；

    I——通过的电流；

    B——垂直于I的磁感应强度；

    d——-霍尔元件的厚度。

    其中RH/d称为霍尔元件的灵敏度，其单位是mV/(mA·T)。

用半导体材料制成的霍尔元件具有对磁场敏感、结构简单而可靠、成本低廉、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点。主要应用在以下几个方面：测量磁场、测量半导体特性、磁流体发电、电磁无损探伤、霍尔传感器等。

    二、霍尔元件的检测

霍尔元件一般为四端器件。其基本用法如图2所示。

图中的“×”表示磁场的方向指向纸面，E是直流电源，R用来调节控制电流的大小，RL为负载电阻,电流I的两端为输入端，其内阻为输入电阻，I一般为几十至几百毫安，EH所接两端为输出端，其内阻为输出电阻。国产霍尔元件主要有HZ、HT、HS系列等，主要参数如附表所示

    1.检测方法

利用万用表可以测量霍尔元件的输入电阻和输出电阻。其测量电路如图3所示，

测量HZ系列应选用万用表的Rx1O挡，该挡测试电流比较合适，对于HT和HS系列用万用表的Rx1挡。所测结果应与相应手册相符，如电阻为零或无穷大，说明元件已坏。

    2.估测灵敏度

取两块万用表，按图4接好电路，

将表I拨至Rx10或Rx1挡(视控制电流大小而定)，向霍尔元件提供控制电流I，再将表Ⅱ拨至直流2.5V挡，测量霍尔电动势EH。用条形磁铁N极沿垂直方向移近霍尔元件的表面，直到观察到表的指针发生偏转。在同样的测试条件下，表Ⅱ指针偏转的角度越大，说明霍尔元件的灵敏度越高。需要注意的是估测灵敏度时.霍尔元件的输入、输出引线不得接反，为提高霍尔电动势。还可将两只霍尔元件串联使用。

    三、检测霍尔传

感器

    1.霍尔传感器

利用集成电路工艺将霍尔元件与测量电路集成在一起制成的器件，称为集成霍尔传感器。霍尔传感器具有体积小、灵敏度高、输出幅度大、温漂小、对电源稳定要求低等优点。霍尔传感器广泛用于电机转速检测、智能电动测速、数控机床及电子开关电路中。霍尔传感器可分为线性型和开关型两大类，其内部电路如图5所示。

霍尔传感器属于三端器件，Ucc为正电源端，GND为地端，Uo为输出端。引脚定义(按照有型号标记的一面朝向自己)：(左)电源正；(中)接地；(右)信号输出。内部主要包括霍尔元件(亦称霍尔电动势发生器)、运算放大器、施密特触发器、集电极开路的晶体管VT和电压调整器等组成。电压调整器给霍尔元件、运算放大器和施密特触发器提供3.4V的额定电源电压。霍尔元件能产生与外部磁场呈线性关系的霍尔电动势，先通过放大器放大，再经过施密特触发器整形，最后利用VT输出开关信号电压，获得边沿陡直的波形，以提高器件的抗干扰能力，防止发生误动作。

    2.开关型霍尔传感器的检测

开关型霍尔传感器的测试方法如下：

首先.找一只2k欧姆的电阻R，接于如图6的①、③脚之间，并将12V的直流电源的正极接于开关型霍尔传感器的①脚，负极接于②脚。将万用表置于直流50V挡，红表笔接③脚，黑表笔接②脚，观察万用表的指针变化。当用磁铁N极接近传感器的测试点时，万用表的指针由高电平向低电平偏转；当磁铁的N极远离传感器的测试点时，万用表指针由低电平向高电平偏转。如果磁铁N极接近或远离传感器测试点时万用表的指针均不偏转。则说明该传感器已损坏，应及时更换。另外要注意，霍尔器件有型号标记的一面为敏感面，应正对永久磁铁的相应磁极，即N型器件正对N极，S型器件正对S极。否则器件的灵敏度大大降低，甚至会不工作。

    3.线性型霍尔传感器的检测

    线性型霍尔传感器的测试方法如下：首先，将电阻RL接于图6的②、③脚之间，并将12V直流电源的正极接于线性霍尔传感器的①脚，负极接于线性传感器的②脚。将万用表置于直流50V挡，万用表的红表笔接③脚，黑表笔接②脚，观察万用表的指针变化，当用磁铁N极逐渐接近传感器的测试点时.万用表所测电压应成线性变化，否则，说明该霍尔传感器已损坏.应及时更换。

  作者：李德彦