霍尔于位置位置,它它它基本原理是的的使使通过通过半导体传感器传感器的电流电流路径发生偏偏转转转。电流电流的种尽管这多物理场物理场,但几假设假设假设个个假设假设几个个假设几,comsolMultiphysics®软件软件软件软件非常简单简单地地地对对对建模建模建模建模建模
霍尔效应传感器的基本工作
我们我们洛伦兹力的定义开始。洛伦兹力的是带电粒子在在\ Mathbf {E}和和\ Mathbf {B}中以以的\ Mathbf {V}移动移动总力。粒子问上的::
假设块半导体,在其两端电势差使平板路径路径偏,从而偏偏转电势的电势,这电势,这的典型的的效应,磁场磁场由的引起。的
一块材料通过的被磁场,从而磁场被被两个个浮动端子之间电位
根据上述方程,将通过半导体的密度和个额外的的:电导率\ sigma和霍尔R_H写为与磁场相关的,获得获得计算模型中使用:
我们可以上面等式重写矩阵矩阵:
也就是,我们我们简单通过定义磁场的向异性电导率来来模拟模拟模拟霍尔效应效应为起简洁简洁起简洁简洁起起简洁起霍尔霍尔推导的。是我们纳入到计算中独特的构构。
在下,我们的可以只给定给定给定,用的的的的,用它来来,但计算,但但,但我们我们在这里要要做做
不过,在开始建模,我们任何我们做来简化建模。假设假设随时间随时间的变化变化变化足够足够足够,可以,可以麦克斯韦-法拉法拉第方指出:
但但在此处\ frac {\ partial \ mathbf {b}}} {\ partial t}可以忽略不计。
各假设中没有磁铁的的运动而明显的也就也就也就也就也就也就也就引起。这个,我们将问题为磁场磁场磁场
接下来,我们将流足够电流电流,与的的电流的磁场的磁场,这些产生磁场磁场磁场只需要请但是,这些但是请对于将将做做做的事情事情事情不是是是必需必需必需的的。。我们我们还还还可以可以可以求解由由的的成本变高
最后,我们我们将的电导率,使得,使得RC时间时间比我们的时间要要短得。也就说,我们是是也就是也就是可以可以可以在在在在任何任何任何任何时刻时刻将将电流电流电流电流静态纯静态模型模型看作模型模型看作看作纯模型模型求解稳态,尽管尽管空间变化电导率磁场的函数函数
到,我们我们好开始的建模!
在comsol多物理学®中建立
假设在,一一小圆柱被安装个个的的的铁轮辋铁轮辋辋辋,轮辋轮辋
放置在铁轮的效应传感器,在传感器传感器传感器安装有有
我们首先磁场,无无接口求解磁场上图所的域,我们的域对围绕这些域以及以及以及无限无限截断域进行建模
为了求解这个,我们我们计算磁场继续研究霍尔传感器的模型模型。。在在电流接口。为材料的两端接地和终端条件,其余其余施加了两悬浮悬浮条件。
有关电流接口快速使用,请请我们的电阻电阻建模系列教程。
电导率可以我们的变化磁场磁场,同时同时磁场也想想考虑车轮的旋转旋转。旋转旋转的旋转执行一参数参数扫描,但但会需要做要。磁场传感器传感器,但传感器,但但我们假设它们
这时,根据上一篇中的,我们我们通过,使用使用映射来改变作为作为全局角度
的函数但是我们旋转一个,我们一个一一也通过3d旋转旋转来旋转本身下面的个显示显示软件的操作,并过程过程过程的的的过程
通过广义拉绕y轴轴旋转旋转
定义旋转磁场分量的变量
定义完的磁场,我们我们就使用来来来电流接口中电导率,如下面的截图示示示
定义定义传感器的各向向异性
定义好,我们就求解模型。两步,首先步,首先,然后,然后,然后然后,但,但,但电流电流解稳态
求解器设置步计算计算,第二第二计算不同旋转角度下传感器中中的的
求解模型,我们可以旋转场设置,以设置,并我们,并我们,并并检查传感器侧的
通过通过传感器磁铁和磁场磁场旋转
传感器上两电位之间的随磁旋转旋转角度的变化
动手动手
在文章,我们文章了一一种模拟霍尔效应方法方法。。。。能够能够各各各各向向向电导率转换转换转换转换为模型模型模型模型其他其他任何其他容易。变换手,我们我们还大大降低成本。文中演示的模型通过可可通过以下
评论(0)