03.03 霍尔效应目前主要应用于哪些方面?

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霍尔效应(Hall effect)的应用目前已经很成熟,这些在维基百科里都能很容易地找到,而且维基里面的相关词条和参考文献都列得比较清楚,你可以很方便地查看。

什么是霍尔效应

霍尔效应说的是我们给一块金属加一个垂直方向的磁场(z方向),在纵向加一个电流(x方向),那么在横向(y方向)便会产生一个对应的电压,这个电压就是霍尔电压,电压的正负和金属中的载流子类型有关,电压的大小取决于金属类型和磁场大小和电流大小。一般而言,对于某种特定的金属来说,霍尔电压的大小和磁场强度以及电流强度成正比。

图1. 霍尔效应图示

霍尔效应的应用

由上面的描述我们可以知道,根据霍尔效应中霍尔电压与磁场成正比的原理可以利用霍尔效应来探测磁场大小,即制作磁力计;根据霍尔电压与电流成正比制作成电流计。但是由于一般磁场产生的霍尔电压特别低,因此一般需要放大。

霍尔效应传感器很容易从许多不同的制造商处获得,并可用于各种传感器,如转速传感器(自行车车轮,齿轮齿,汽车速度计,电子点火系统),流体流量传感器,电流传感器和压力传感器。 在需要坚固且非接触式开关或电位计的地方也很常见。 其中包括:电动气枪,电动气动彩弹枪、触发器,推车速度控制器,智能手机和一些全球定位系统。

图2. 集成在铁氧体环中的霍尔效应电流传感器的示意图

图3. 霍尔效应电流传感器


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