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用万用表检测霍尔器件
http://www.weixiu8.com/ 2017-1-17 20:21:32
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Rx10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1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。转载请注明转自“维修吧-http://www.weixiu8.com
    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的电阻RL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R,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。
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