霍爾位置傳感器原理和應(yīng)用

1、 霍爾位置傳感器原理和應(yīng)用一霍爾位置傳感器的特點： 霍爾位置傳感器是一種檢測物體位置的磁場傳感器。用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關(guān)的場合中使用?；魻栁恢脗鞲衅饕曰魻栃?yīng)原理為其工作基礎(chǔ)。  霍爾位置傳感器具有許多優(yōu)點，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達(dá)1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。  霍爾位置傳感器開關(guān)型輸出的具有無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復(fù)精度高（可達(dá)m級）。采取了各種補(bǔ)償和保護(hù)措施的霍爾位置傳感器的工作溫度范圍可達(dá)到55150。  按照霍爾位置傳感器的功

2、能可將它們分為:霍爾線性型傳感器和霍爾開關(guān)型傳感器。前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。  霍爾位置傳感器通過它對磁場變化的測量，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時間等，轉(zhuǎn)變成電量來進(jìn)行檢測和控制，因而有著廣泛的用途。 二霍爾位置傳感器的原理： 2.1霍爾效應(yīng)和霍爾元件在一塊通電的半導(dǎo)體薄片上，加上和片子表面垂直的磁場B，在薄片的橫向兩側(cè)會出現(xiàn)一個電壓，如圖1中的VH，這種現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)，是由科學(xué)家愛德文·霍爾在1879年發(fā)現(xiàn)的。VH稱為霍爾電壓。  這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，

3、是因為通電半導(dǎo)體片中的載流子在磁場產(chǎn)生的洛侖茲力的作用下，分別向片子橫向兩側(cè)偏轉(zhuǎn)和積聚，因而形成一個電場，稱作霍爾電場?；魻栯妶霎a(chǎn)生的電場力和洛侖茲力相反，它阻礙載流子繼續(xù)堆積，直到霍爾電場力和洛侖茲力相等。這時，片子兩側(cè)建立起一個穩(wěn)定的電壓，這就是霍爾電壓，這個半導(dǎo)體薄片稱為霍爾元件。 霍爾元件可用多種半導(dǎo)體材料制作，如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP等等。2.2  霍爾集成電路  霍爾集成電路是將一個霍爾元件 和電壓放大電路、信號處理電路集成在同一個硅芯片上，生產(chǎn)出單片霍爾集成電路，它又分為霍爾線性電路和霍爾開關(guān)電路。2

4、.3霍爾位置傳感器霍爾位置傳感器采用霍爾元件、霍爾開關(guān)電路、霍爾線性電路以及各種補(bǔ)償和保護(hù)電路和磁路組件組合成霍爾位置傳感器?；魻栁恢脗鞲衅靼ǎ夯魻栁恢没鶞?zhǔn)傳感器、霍爾零位傳感器、霍爾行程傳感器、霍爾齒輪傳感器、霍爾接近開關(guān)等等。n 三霍爾位置傳感器的應(yīng)用n 3.1霍爾接近開關(guān)的應(yīng)用n 霍爾接近開關(guān)是由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器，斯密特觸發(fā)器和輸出級以及各種補(bǔ)償和保護(hù)電路組成。在外磁場的作用下，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度超過導(dǎo)通閾值BOP時，霍爾接近開關(guān)輸出管導(dǎo)通，輸出低電平。之后，B再增加，仍保持導(dǎo)通態(tài)。若外加磁場的B值降低到BRP時，輸出管截止，輸出高電平。我們稱BOP為工作點，BRP為釋放點，BO

5、PBRP=BH稱為回差。回差的存在使開關(guān)電路的抗干擾能力增強(qiáng)n 霍爾接近開關(guān)工作磁體的設(shè)置 方法：n 工作磁體和霍爾接近開關(guān)間的運(yùn)動方式有：n (a)對移；(b)側(cè)移；(c)旋轉(zhuǎn)；(d)隔斷n （e）鎖定。(a)對移 (b)側(cè)移； (c)旋轉(zhuǎn)(d)隔斷隔斷鐵片可以做成不同的形狀，對應(yīng)的輸出有不同的脈沖信號（e）鎖定;霍爾接近開關(guān)的輸出接口3.2 霍爾位置基準(zhǔn)傳感器、 霍爾零位傳感器原理與應(yīng)用霍爾零位傳感器的原理零位傳感器的方框圖 ：由于采用了過零點觸發(fā)，故傳感器定位精度高，溫度穩(wěn)定性能好，滿足了絕對零點高精度定位的要求； 采用高斜率磁場強(qiáng)度變化曲線的磁路組件3.3霍爾齒輪傳感器的應(yīng)用霍爾齒輪傳感器是一種直接測試導(dǎo)磁金屬磁輪的傳感器，用戶不需要在動作部分安裝工作磁體，具有體積小、測速精度高，并可以測 “零”轉(zhuǎn)速，是一種測速的好方法?；魻桚X輪傳感器測速示