android磁传感器 磁传感器的工作原理

1 基本原理

• 磁电式传感器是通过磁电作用将被测量（如振动、位移、转速等）转换成电信号的一种传感器。
• 磁电式传感器是利用电磁感应原理，将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器。它不需要辅助电源，就能把被测对象的机械能转换成易于测量的电信号，是一种有源传感器。
• 磁电式传感器有时也称作电动式或感应式传感器， 它只适合进行动态测量。由于它有较大的输出功率，故配用电路较简单；零位及性能稳定。
• 其主要原理是利用磁通量的改变。

2 结构形式的分类

2.1 变磁通式结构

• 永久磁铁1(俗称“磁钢”)与线圈4（缠绕在磁轭2上）均固定，动铁心3(衔铁)的运动使气隙5和磁路磁阻变化，引起磁通变化而在线圈中产生感应电势，因此又称变磁阻式结构。

2.2 恒磁通式结构

• 工作气隙中的磁通恒定，感应电势是由于永久磁铁与线圈之间有相对运动——线圈切割磁力线而产生。

3 霍尔效应

• 在半导体薄片中通以电流I,在与薄片垂直方向加磁场B，则在半导体薄片的另外两端，产生一个大小与控制电流I和B乘积成正比的电动势，这种现象称为霍尔效应。该电势称为霍尔电势，该薄片称为霍尔元件。
• 方向判断：根据左手定则，当磁场穿过掌心，四指指向电流方向，大拇指所指的方向为带电粒子收到洛伦兹力的方向。在本图中，电流向左，磁场向上，所以粒子的运动方向为F_L方向，由于载流子是电子，所以后面积累负电荷，前边积累正电荷，形成电势差。
• 定向运动的电子除受到洛仑兹力外，还受到霍尔电场的作用，当ＦL=ＦE时，达到平衡。

4 为什么半导体的霍尔效应明显

• RＨ称为霍尔常数，很明显，霍尔常数由半导体材料性质决定，且它决定霍尔电势的强弱。ＫH称为霍尔片的灵敏度，就是在单位磁感应强度和单位控制电流作用时，所能输出的霍尔电势的大小。$K_H=R_H/d$
• $R_H=\rho \mu$,材料电阻率ρ;载流子迁移率μ;
• 金属材料电子μ很高但ρ很小；绝缘材料ρ很高但μ很小；故为获得较强霍尔效应，半导体材料为最佳霍尔传感器的材料。
• 半导体的电子迁移率远大于空穴，所以N型半导体居多。
• 故霍尔元件一般用半导体制作，且愈小（薄），灵敏度愈高