模块七 磁敏传感器及其应用

《传感技术》课程标准1适用对象三年制高职本课程适用于节能工程技术、电子信息工程技术、电子组装技术专业开设的专业课，也可作为其他专业的选修课。

2课程性质与任务《传感技术》是电子信息工程技术比较重要的一门专业课，它是节电技术与管理专业的核心课程，是在学完《电路基础》、《模拟电子技术》、《高频电子技术》、《数字电路》以后所开的专业必修课。

本课程立足于高职高专教育人才培养目标，突出实用性和针对性，重点介绍了在工程实践中和日常生活中常见的传感器的工作原理和电路实例。

经学生反馈和对就业的学生调研中，本课程的开设，对于学生了解现代仪器设备、现代自动化较高的设施的工作原理方面，起到良好的作用，对于熟练使用测试传感器奠定了一定基础。

4教学重点与难点重点掌握力敏传感器、湿度传感器、温度传感器、气体传感器、光电传感器、磁敏传感器、微波和超声波传感器的工作原理，在讲解其结构原理的基础上，重点分析每一种传感器对应的实际电路（实物）的电原理图。

难点在于学生分析整体电路的能力较差，需要教师在这点下功夫。

5课程内容和要求本课程的讲授，根据本课程的每章讲授一种传感器的工作原理，章与章互相独立的特点，将每章设计成一个独立的教学任务，授课采用理论与实践相结合的方法，，以及学生完成任务后达到什么样的目标。

鼓励学生自己设计、装配、安装、调试传感器电路。

本课程属于实用性较强的专业课，需要配套的传感器来结合教学，鉴于学校实践条件有限，尚不能提供教材包含的全部传感器，还望今后学校能逐步投资完善实验设备7相关说明7.1教学的组织与方法本课程以课堂教学为主，同时与实验结合起来，结合传感器实物讲解工作原理与使用方法。

作业布置，每章布置一次作业，每次作业2-3题，光电传感器由于内容多可布置两次作业。

本课程属于考试课，用闭卷考试，成绩统计比例为平时（包括作业、实验、提问、辅导时对学生的了解）占30%,期末成绩占70%。

7.2教学材料的编写与选择该课程选用电子工业出版社2011年1月出版的《传感器原理及应用》（杨少春主编，书号：ISBN978-7-121-12723-6）该教材是国家示范性高职院校建设项目成果，高等职业教育教学改革系列规划教材，荣获2011年全国电子信息类优秀教材（职业教育类）三等奖。

磁传感器的工作原理和应用磁传感器是一种能够检测和测量磁场的设备，其工作原理基于磁感应效应。

本文将介绍磁传感器的工作原理、种类及其广泛的应用领域。

一、磁传感器的工作原理磁传感器通常由一个敏感元件和一个信号处理单元组成。

敏感元件负责感应磁场并产生相应的电信号，信号处理单元则对这些电信号进行处理和解读。

常见的磁传感器敏感元件包括磁电阻传感器、霍尔效应传感器和磁感应线圈传感器。

它们基于不同的磁感应效应来实现对磁场的感应和测量。

1. 磁电阻传感器：磁电阻效应是指在磁场作用下，材料的电阻发生变化。

磁电阻传感器利用这一效应来感应周围磁场。

当磁场的方向和强度变化时，敏感元件内部的电阻也会相应变化。

通过测量电阻的变化，可以确定磁场的强度和方向。

2. 霍尔效应传感器：霍尔效应是指当载流子在磁场中运动时，由于洛仑兹力的作用，电子在晶格中堆积。

这种堆积使得电子运动轨迹发生偏移，进而引起电阻的变化。

霍尔效应传感器利用这一效应来感应磁场。

当磁场的方向和强度变化时，霍尔传感器中的电阻也会发生相应变化。

通过测量电阻的变化，可以得到磁场的信息。

3. 磁感应线圈传感器：磁感应线圈传感器由线圈和磁芯组成。

当线圈中通过电流时，磁芯的磁导率会发生变化，进而改变线圈的自感和互感。

这种变化可以用来感应周围的磁场。

通过测量线圈中的电流和电压变化，可以确定磁场的强度和方向。

二、磁传感器的应用由于磁传感器能够对磁场进行高精度的感应和测量，因此在许多领域都有广泛的应用。

1. 汽车行业：磁传感器在汽车行业中应用广泛，例如车速传感、转向角传感和刹车传感等。

通过对磁场的感应和测量，磁传感器能够实现对车辆运行状态的监测和控制。

2. 电子产品：磁传感器在电子产品中也有重要的应用。

例如，智能手机中的指南针和陀螺仪就是利用磁传感器来感应和测量磁场，实现屏幕旋转和导航功能。

3. 工业自动化：磁传感器在工业自动化中起着关键的作用。

例如，磁传感器可用于检测机械设备的位置和方向，实现自动控制和监测。

可编辑修改精选全文完整版《传感器技术及应用》课程标准课程名称：传感器技术及应用课程类型：专业基础课总学时：64学时学分：4指定人：贾卫坊审核人：适用专业：应用电子技术、电气自动化技术、楼宇智能化工业技术制订时间：2014年7月30日(一)课程性质和任务1.课程性质：本课程是应用电子技术、电气自动化技术、楼宇智能化工业技术等专业职业技术课，，是在学生学习完《电子技术基础一》、《电子技术基础二》、《电路分析基础》等相关课程后开设的。

其主要包括传感器的认识、结构原理和使用方法，并在此基础上分别介绍常用传感器应用技术及实用电路的分析与设计。

2.课程标准设计思路：本课程讲解的内容以实用为主，原理分析通俗易懂。

各章节中典型传感器应用电路的分析和测试，融合常用传感器的基本知识。

课程内容包含了传感器检测若干个项目，每个项目又分为若干个典型工作任务，每个任务将相关知识和实践实验进行有机的结合，突出实际应用，减少理论推导，注重培养学生的实际应用能力和分析解决问题的实际工作能力。

据本课程的教学目标，以各种测量手段为主线，传感器的应用贯穿课程整个内容，让学生在用什么、学什么、会什么的过程中，逐步掌握专业技能和相关专业知识，培养学生的实际操作能力。

由于本课程与实际联系紧密，理论教学和实践实验训练有机结合，对学生的成绩评定应采用新的评价方式。

3.课程任务：通过本课程的学习和技能训练，使学生能认识传感器，了解测量基本原理，理解各种传感器进行非电量电测的方法，掌握传感器的基本结构和使用方法。

初步具备实用传感器的应用和电路制作技能，并了解相应的测量转换电路、信号处理电路的原理及各种传感器在工业中的应用。

（二）课程目标1.职业知识：●传感器的静态特性、动态特性与技术指标●电阻传感器原理与应用●电感传感器原理与应用●电容传感器原理与应用●光电（光纤、光栅）传感器原理与应用●磁电式传感器与霍尔传感器●压电式传感器原理与应用●半导体物性传感器●温度检测系统●压力检测系统●液位测检系统●流量检测系统●传感器在汽车上的应用2.职业技能：●测量误差与数据处理●传感器的标定和校准●应变电阻传感器的测量电路与电子秤的标定。

磁性传感器及其应用0前言磁场传感器是可以将各种磁场及其变化的量转变成电信号输出的装置。

自然界和人类社会生活的许多地方都存在磁场或与磁场相关的信息。

利用人工设置的永久磁体产生的磁场，可作为许多种信息的载体。

因此，探测、采集、存储、转换、复现和监控各种磁场和磁场中承载的各种信息的任务，自然就落在磁场传感器身上。

在当今的信息社会中，磁场传感器已成为信息技术和信息产业中不可缺少的基础元件。

目前，人们已研制出利用各种物理、化学和生物效应的磁传感器，并已在科研、生产和社会生活的各个方面得到广泛应用，承担起探究种种信息的任务。

早先的磁传感器，是伴随测磁仪器的进步而逐步发展的。

在众多的测磁方法中，大都将磁场信息变成电讯号进行测量。

在测磁仪器中“探头”或“取样装置”就是磁传感器。

随着信息产业、工业自动化、交通运输、电力电子技术、办公自动化、家用电器、医疗仪器等等的飞速发展和电子计算机应用的普及，需用大量的传感器将需进行测量和控制的非电参量，转换成可与计算机兼容的讯号，作为它们的输入讯号，这就给磁传感器的快速发展提供了机会，形成了相当可观的磁传感器产业。

1 发展简况自从磁传感器作为一种独立产品进入应用以来，迄今，从1014 T的人体弱磁场到高达25T以上的强磁场，都可以找到相应的传感器进行检测。

磁传感器的发展，在本世纪70—80年代形成高潮。

90年代是已发展起来的这些磁传感器的成熟和完善的时期。

目前已形成磁传感器的主要类型。

(1)集成电路技术的应用。

将硅集成电路技术用于磁传感器，开始于1967年。

H。

neLWell 公司Micr。

switch分部的科技人员将Si霍尔片和它的讯号处理电路集成到一个单片上，制成了开关电路、首开单片集成磁传感器之先河。

目前，已经出现厂磁敏电阻电路、巨磁阻电路等许多种功能性的集成磁传感器。

(2)InSb薄膜技术的开发成功，使InSb霍尔几件产量大增，成本大幅度下降。

最先运用这种技术获得成功的日本旭化成电子公司，如今可年产5亿只以上。

霍尔磁敏传感器原理与应用报告霍尔磁敏传感器原理与应用一．引言随着自动检测控制和信息技术的发展，对传感器的性能要求越来越高，一方面要求尽可能精确，可靠性要求高；另一方面要求价格尽可能廉价。

霍尔传感器是一种理想器件。

磁敏传感器，顾名思义就是感知磁性物体的存在或者磁性强度(在有效范围内)这些磁性材料除永磁体外，还包括顺磁材料(铁、钴、镍及其它们的合金)当然也可包括感知通电(直、交)线包或导线周围的磁场。

传统的磁检测中首先被采用的是电感线圈为敏感元件。

特点正是无须在线圈中通电，一般仅对运动中的永磁体或电流载体起敏感作用。

后来发展为用线圈组成振荡槽路的。

如探雷器，金属异物探测器，测磁通的磁通计等. (磁通门，振动样品磁强计)。

霍尔传感器是依据霍尔效应制成的器件。

霍尔效应：通电的载体在受到垂直于载体平面的外磁场作用时，则载流子受到洛伦兹力的作用，并有向两边聚集的倾向,由于自由电子的聚集(一边多一边必然少)从而形成电势差，在经过特殊工艺制备的半导体材料这种效应更为显著。

从而形成了霍尔元件。

早期的霍尔效应的材料Insb(锑化铟)。

为增强对磁场的敏感度,在材料方面半导体IIIV 元素族都有所应用。

近年来，除Insb之外，有硅衬底的，也有砷化镓的。

霍尔器件由于其工作机理的原因都制成全桥路器件，其内阻大约都在150Ω~500Ω之间。

对线性传感器工作电流大约在2~10mA左右，一般采用恒流供电法。

Insb与硅衬底霍尔器件典型工作电流为10mA。

而砷化镓典型工作电流为2 mA。

作为低弱磁场测量，我们希望传感器自身所需的工作电流越低越好。

（因为电源周围即有磁场，就不同程度引进误差。

另外，目前的传感器对温度很敏感，通的电流大了，有一个自身加热问题。

（温升）就造成传感器的零漂。

这些方面除外附补偿电路外，在材料方面也在不断的进行改进。

霍尔传感器主要有两大类，一类为开关型器件，一类为线性霍尔器件，从结构形式（品种）及用量、产量前者大于后者。

磁传感器的原理和应用1. 引言磁传感器是一种能够通过检测磁场变化来测量物理量的装置。

它们通常由感应器和信号处理器组成，能够将磁场的变化转化为电信号，并进行相应的处理。

磁传感器的原理和应用在很多领域都有重要的作用，例如自动化控制、电子设备等。

本文将介绍磁传感器的工作原理以及一些常见的应用领域。

2. 磁传感器的工作原理磁传感器工作的原理基于磁场对物体产生的作用力或效应。

根据磁场的性质，磁传感器可以分为多种类型，如磁电传感器、霍尔传感器、磁阻传感器等。

下面将分别介绍几种常见的磁传感器工作原理。

2.1 磁电传感器磁电传感器是一种利用磁敏材料的磁电效应测量磁场的装置。

当磁场变化时，磁敏材料会产生电势差，从而测量磁场的强度和方向。

磁电传感器具有响应速度快、精度高等优点，在磁共振成像、无线通信等领域有广泛的应用。

2.2 霍尔传感器霍尔传感器是一种基于霍尔效应实现磁场测量的装置。

当电流通过霍尔元件时，磁场会引起电荷在霍尔元件两侧分布不均，从而产生电压差。

霍尔传感器可以测量静态和动态磁场，并具有灵敏度高、响应速度快等优点，在物流、汽车电子等领域有广泛应用。

2.3 磁阻传感器磁阻传感器是一种基于磁阻变化实现磁场测量的装置。

它利用磁场对磁阻的影响，将磁场的变化转化为电阻的变化，并测量电阻的变化来确定磁场的强度和方向。

磁阻传感器具有结构简单、体积小等优点，在磁力计、磁测量仪等领域有广泛应用。

3. 磁传感器的应用磁传感器的应用非常广泛，下面列举几个常见的应用领域。

3.1 自动化控制磁传感器在自动化控制领域有着重要的应用。

例如，在机械设备中，磁传感器可以用于检测物体的位置、速度、方向等参数，并通过信号处理器将这些参数转化为控制信号，实现自动化的控制。

磁传感器的高精度和可靠性使其在自动化控制领域得到了广泛应用。

3.2 磁共振成像磁共振成像是一种通过磁场对原子核的作用来获取图像的技术。

磁传感器在磁共振成像中起到了关键的作用，可以测量磁场的强度和方向，从而实现对原子核的激发和控制。