用萬(wàn)用表檢測霍爾器件

霍爾效應是一種磁電效應，當電流通過(guò)金屬箔片時(shí)，若在垂直于電流的方向施加磁場(chǎng)。則金屬箔片兩側面會(huì )出現橫向電位差。半導體中的霍爾效應比金屬箔片中更為明顯，而鐵磁金屬在居里溫度以下時(shí)，將呈現極強的霍爾效應，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；

I——通過(guò)的電流；

B——垂直于I的磁感應強度；

d——-霍爾元件的厚度。

其中RH/d稱(chēng)為霍爾元件的靈敏度，其單位是mV/(mA·T)。

用半導體材料制成的霍爾元件具有對磁場(chǎng)敏感、結構簡(jiǎn)單而可靠、成本低廉、體積小、頻率響應寬、輸出電壓變化大和使用壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)。主要應用在以下幾個(gè)方面：測量磁場(chǎng)、測量半導體特性、磁流體發(fā)電、電磁無(wú)損探傷、霍爾傳感器等。

二、霍爾元件的檢測

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(lái)調節控制電流的大小，RL為負載電阻,電流I的兩端為輸入端，其內阻為輸入電阻，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，主要參數如附表所示

1.檢測方法

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

測量HZ系列應選用萬(wàn)用表的Rx1O擋，該擋測試電流比較合適，對于HT和HS系列用萬(wàn)用表的Rx1擋。所測結果應與相應手冊相符，如電阻為零或無(wú)窮大，說(shuō)明元件已壞。

2.估測靈敏度

取兩塊萬(wàn)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，測量霍爾電動(dòng)勢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(guān)察到表的指針發(fā)生偏轉。在同樣的測試條件下，表Ⅱ指針偏轉的角度越大，說(shuō)明霍爾元件的靈敏度越高。需要注意的是估測靈敏度時(shí).霍爾元件的輸入、輸出引線(xiàn)不得接反，為提高霍爾電動(dòng)勢。還可將兩只霍爾元件串聯(lián)使用。

三、檢測霍爾傳

感器

1.霍爾傳感器

利用集成電路工藝將霍爾元件與測量電路集成在一起制成的器件，稱(chēng)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、對電源穩定要求低等優(yōu)點(diǎn)?；魻杺鞲衅鲝V泛用于電機轉速檢測、智能電動(dòng)測速、數控機床及電子開(kāi)關(guān)電路中?；魻杺鞲衅骺煞譃榫€(xiàn)性型和開(kāi)關(guān)型兩大類(lèi)，其內部電路如圖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(按照有型號標記的一面朝向自己)：(左)電源正；(中)接地；(右)信號輸出。內部主要包括霍爾元件(亦稱(chēng)霍爾電動(dòng)勢發(fā)生器)、運算放大器、施密特觸發(fā)器、集電極開(kāi)路的晶體管VT和電壓調整器等組成。電壓調整器給霍爾元件、運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(xiàn)性關(guān)系的霍爾電動(dòng)勢，先通過(guò)放大器放大，再經(jīng)過(guò)施密特觸發(fā)器整形，最后利用VT輸出開(kāi)關(guān)信號電壓，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(kāi)關(guān)型霍爾傳感器的檢測

開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器的測試方法如下：

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(kāi)關(guān)型霍爾傳感器的①腳，負極接于②腳。將萬(wàn)用表置于直流50V擋，紅表筆接③腳，黑表筆接②腳，觀(guān)察萬(wàn)用表的指針變化。當用磁鐵N極接近傳感器的測試點(diǎn)時(shí)，萬(wàn)用表的指針由高電平向低電平偏轉；當磁鐵的N極遠離傳感器的測試點(diǎn)時(shí)，萬(wàn)用表指針由低電平向高電平偏轉。如果磁鐵N極接近或遠離傳感器測試點(diǎn)時(shí)萬(wàn)用表的指針均不偏轉。則說(shuō)明該傳感器已損壞，應及時(shí)更換。另外要注意，霍爾器件有型號標記的一面為敏感面，應正對永久磁鐵的相應磁極，即N型器件正對N極，S型器件正對S極。否則器件的靈敏度大大降低，甚至會(huì )不工作。

3.線(xiàn)性型霍爾傳感器的檢測

線(xiàn)性型霍爾傳感器的測試方法如下：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(xiàn)性霍爾傳感器的①腳，負極接于線(xiàn)性傳感器的②腳。將萬(wàn)用表置于直流50V擋，萬(wàn)用表的紅表筆接③腳，黑表筆接②腳，觀(guān)察萬(wàn)用表的指針變化，當用磁鐵N極逐漸接近傳感器的測試點(diǎn)時(shí).萬(wàn)用表所測電壓應成線(xiàn)性變化，否則，說(shuō)明該霍爾傳感器已損壞.應及時(shí)更換。