霍尔效应原理

霍尔效应原理
霍尔效应Hall Effect是一种磁电效应，是德国物理学家霍尔1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。
霍尔效应原理：是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时，若在垂直于电流的方向施加磁场，则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显，而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。

　　利用霍尔效应原理可以设计制成多种传感器。霍尔电位差UH的基本关系为

　　UH=RHIB/d（18）

　　RH=1/nq（金属）（19）

　　式中RH——霍尔系数：

　　n——载流子浓度或自由电子浓度；

　　q——电子电量；

　　I——通过的电流；

　　B——垂直于I的磁感应强度；

　　d——导体的厚度。

　　对于半导体和铁磁金属，霍尔系数表达式与式（19）不同，此处从略。

　　由于通电导线周围存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔元件测量出磁场，就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，*适合于大电流传感。

　　若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H的电磁场中，则在该元件中将产生电流I，元件上同时产生的霍尔电位差与电场强度E成正比，如果再测出该电磁场的磁场强度，则电磁场的功率密度瞬时值P可由P=EH确定。

　　利用这种方法可以构成霍尔功率传感器。

　　如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上，当装在运动物体上的永磁体经过它时，可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数，则可以确定其运动速度。
 
根据霍尔效应原理，人们用半导体材料制成霍尔元件，它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。

目前市场常用的霍尔效应测厚仪有Magna-Mike8500霍尔效应测厚仪和FH7200型/FH7400型霍尔效应壁厚仪，都是用于测量非铁磁性材质的厚度，如塑料瓶，玻璃瓶的厚度。