霍爾效應原理

霍爾效應原理
霍爾效應Hall Effect是一種磁電效應，是德國物理學家霍爾1879年研究載流導體在磁場中受力的性質時發現的。
霍爾效應原理：是指磁場作用於載流金屬導體、半導體中的載流子時，產生橫向電位差的物理現象。金屬的霍爾效應是1879年被美國物理學家霍爾發現的。當電流通過金屬箔片時，若在垂直於電流的方向施加磁場，則金屬箔片兩側麵會出現橫向電位差。半導體中的霍爾效應比金屬箔片中更為明顯，而鐵磁金屬在居裡溫度以下將呈現極強的霍爾效應。

　　利用霍爾效應原理可以設計製成多種傳感器。霍爾電位差UH的基本關係為

　　UH=RHIB/d（18）

　　RH=1/nq（金屬）（19）

　　式中RH——霍爾係數：

　　n——載流子濃度或自由電子濃度；

　　q——電子電量；

　　I——通過的電流；

　　B——垂直於I的磁感應強度；

　　d——導體的厚度。

　　對於半導體和鐵磁金屬，霍爾係數表達式與式（19）不同，此處從略。

　　由於通電導線周圍存在磁場，其大小與導線中的電流成正比，故可以利用霍爾元件測量出磁場，就可確定導線電流的大小。利用這一原理可以設計製成霍爾電流傳感器。其優點是不與被測電路發生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，*適合於大電流傳感。

　　若把霍爾元件置於電場強度為E、磁場強度為H的電磁場中，則在該元件中將產生電流I，元件上同時產生的霍爾電位差與電場強度E成正比，如果再測出該電磁場的磁場強度，則電磁場的功率密度瞬時值P可由P=EH確定。

　　利用這種方法可以構成霍爾功率傳感器。

　　如果把霍爾元件集成的開關按預定位置有規律地布置在物體上，當裝在運動物體上的永磁體經過它時，可以從測量電路上測得脈衝信號。根據脈衝信號列可以傳感出該運動物體的位移。若測出單位時間內發出的脈衝數，則可以確定其運動速度。
 
根據霍爾效應原理，人們用半導體材料製成霍爾元件，它具有對磁場敏感、結構簡單、體積小、頻率響應寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優點，因此，在測量、自動化、計算機和信息技術等領域得到廣泛的應用。

目前市場常用的霍爾效應測厚儀有Magna-Mike8500霍爾效應測厚儀和FH7200型/FH7400型霍爾效應壁厚儀，都是用於測量非鐵磁性材質的厚度，如塑料瓶，玻璃瓶的厚度。