用萬用表檢測(cè)霍爾器件

一、霍爾器件的原理

霍爾效應(yīng)是一種磁電效應(yīng)，當(dāng)電流通過金屬箔片時(shí)，若在垂直于電流的方向施加磁場(chǎng)。則金屬箔片兩側(cè)面會(huì)出現(xiàn)橫向電位差。半導(dǎo)體中的霍爾效應(yīng)比金屬箔片中更為明顯，而鐵磁金屬在居里溫度以下時(shí)，將呈現(xiàn)極強(qiáng)的霍爾效應(yīng)，如圖1所示。

霍爾電壓UH的基本關(guān)系為：UH=(RH/d)IB；

式中RH——霍爾系數(shù)；

I——通過的電流；

B——垂直于I的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

d——-霍爾元件的厚度。

其中RH/d稱為霍爾元件的靈敏度，其單位是mV/(mA·T)。

用半導(dǎo)體材料制成的霍爾元件具有對(duì)磁場(chǎng)敏感、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而可靠、成本低廉、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：測(cè)量磁場(chǎng)、測(cè)量半導(dǎo)體特性、磁流體發(fā)電、電磁無損探傷、霍爾傳感器等。

二、霍爾元件的檢測(cè)

霍爾元件一般為四端器件。其基本用法如圖2所示。

圖中的“×”表示磁場(chǎng)的方向指向紙面，E是直流電源，R用來調(diào)節(jié)控制電流的大小，RL為負(fù)載電阻,電流I的兩端為輸入端，其內(nèi)阻為輸入電阻，I一般為幾十至幾百毫安，EH所接兩端為輸出端，其內(nèi)阻為輸出電阻。國產(chǎn)霍爾元件主要有HZ、HT、HS系列等，主要參數(shù)如附表所示

1.檢測(cè)方法

利用萬用表可以測(cè)量霍爾元件的輸入電阻和輸出電阻。其測(cè)量電路如圖3所示，

測(cè)量HZ系列應(yīng)選用萬用表的Rx1O擋，該擋測(cè)試電流比較合適，對(duì)于HT和HS系列用萬用表的Rx1擋。所測(cè)結(jié)果應(yīng)與相應(yīng)手冊(cè)相符，如電阻為零或無窮大，說明元件已壞。

2.估測(cè)靈敏度

取兩塊萬用表，按圖4接好電路，

將表I撥至Rx10或Rx1擋(視控制電流大小而定)，向霍爾元件提供控制電流I，再將表Ⅱ撥至直流2.5V擋，測(cè)量霍爾電動(dòng)勢(shì)EH。用條形磁鐵N極沿垂直方向移近霍爾元件的表面，直到觀察到表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。在同樣的測(cè)試條件下，表Ⅱ指針偏轉(zhuǎn)的角度越大，說明霍爾元件的靈敏度越高。需要注意的是估測(cè)靈敏度時(shí).霍爾元件的輸入、輸出引線不得接反，為提高霍爾電動(dòng)勢(shì)。還可將兩只霍爾元件串聯(lián)使用。

三、檢測(cè)霍爾傳

感器

1.霍爾傳感器

利用集成電路工藝將霍爾元件與測(cè)量電路集成在一起制成的器件，稱為集成霍爾傳感器?；魻杺鞲衅骶哂畜w積小、靈敏度高、輸出幅度大、溫漂小、對(duì)電源穩(wěn)定要求低等優(yōu)點(diǎn)?；魻杺鞲衅鲝V泛用于電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)、智能電動(dòng)測(cè)速、數(shù)控機(jī)床及電子開關(guān)電路中。霍爾傳感器可分為線性型和開關(guān)型兩大類，其內(nèi)部電路如圖5所示。

霍爾傳感器屬于三端器件，Ucc為正電源端，GND為地端，Uo為輸出端。引腳定義(按照有型號(hào)標(biāo)記的一面朝向自己)：(左)電源正；(中)接地；(右)信號(hào)輸出。內(nèi)部主要包括霍爾元件(亦稱霍爾電動(dòng)勢(shì)發(fā)生器)、運(yùn)算放大器、施密特觸發(fā)器、集電極開路的晶體管VT和電壓調(diào)整器等組成。電壓調(diào)整器給霍爾元件、運(yùn)算放大器和施密特觸發(fā)器提供3.4V的額定電源電壓?；魻栐墚a(chǎn)生與外部磁場(chǎng)呈線性關(guān)系的霍爾電動(dòng)勢(shì)，先通過放大器放大，再經(jīng)過施密特觸發(fā)器整形，最后利用VT輸出開關(guān)信號(hào)電壓，獲得邊沿陡直的波形，以提高器件的抗干擾能力，防止發(fā)生誤動(dòng)作。

2.開關(guān)型霍爾傳感器的檢測(cè)

開關(guān)型霍爾傳感器的測(cè)試方法如下：

首先.找一只2k歐姆的電阻R，接于如圖6的①、③腳之間，并將12V的直流電源的正極接于開關(guān)型霍爾傳感器的①腳，負(fù)極接于②腳。將萬用表置于直流50V擋，紅表筆接③腳，黑表筆接②腳，觀察萬用表的指針變化。當(dāng)用磁鐵N極接近傳感器的測(cè)試點(diǎn)時(shí)，萬用表的指針由高電平向低電平偏轉(zhuǎn)；當(dāng)磁鐵的N極遠(yuǎn)離傳感器的測(cè)試點(diǎn)時(shí)，萬用表指針由低電平向高電平偏轉(zhuǎn)。如果磁鐵N極接近或遠(yuǎn)離傳感器測(cè)試點(diǎn)時(shí)萬用表的指針均不偏轉(zhuǎn)。則說明該傳感器已損壞，應(yīng)及時(shí)更換。另外要注意，霍爾器件有型號(hào)標(biāo)記的一面為敏感面，應(yīng)正對(duì)永久磁鐵的相應(yīng)磁極，即N型器件正對(duì)N極，S型器件正對(duì)S極。否則器件的靈敏度大大降低，甚至?xí)还ぷ鳌?/p>

3.線性型霍爾傳感器的檢測(cè)

線性型霍爾傳感器的測(cè)試方法如下：首先，將電阻RL接于圖6的②、③腳之間，并將12V直流電源的正極接于線性霍爾傳感器的①腳，負(fù)極接于線性傳感器的②腳。將萬用表置于直流50V擋，萬用表的紅表筆接③腳，黑表筆接②腳，觀察萬用表的指針變化，當(dāng)用磁鐵N極逐漸接近傳感器的測(cè)試點(diǎn)時(shí).萬用表所測(cè)電壓應(yīng)成線性變化，否則，說明該霍爾傳感器已損壞.應(yīng)及時(shí)更換。