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)?；魻栁恢脗鞲衅骶哂性S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1MHZ）,耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽 霧等的污染或腐蝕?；魻栁恢脗鞲衅鏖_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、位置重復精度高（可達w m級）。采取了各種補償和保護措施的霍爾位置 傳感器的工作溫度范圍可達到55 C150C。按照霍爾位置傳感器的功能可將它們分為 ：霍爾線性

2、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：霍爾效應(yīng)和霍爾元件在一塊通電的半導體薄片上，加上和片子表面垂直的磁場B,在一塊通電的半導體薄片上，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，是因為通電半導

3、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，這個半導體薄片稱為霍爾元件。 霍爾元件可用多種半導體材料制作，如 Ge Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP 等等。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。5MJ5MJGND0GND 射極輸出 2.3霍爾位置傳感器霍爾位置傳感器采

4、用霍爾元件、霍爾開關(guān)電路、霍爾線性電路以及各種補償和保護電路和磁路組件組合成霍爾位置傳感器。霍爾位置傳感器包括：霍爾位置基準傳感器、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。三.霍爾位置傳感器的應(yīng)用霍爾接近開關(guān)的應(yīng)用霍爾接近開關(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 以及各種補償和保護電路組成。在外磁場的作用下，當磁感應(yīng)強度超過導通閾值BOP時，霍爾接近開關(guān)輸出管導通，輸出低電平。之后，B再增加, 仍保持導通態(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，BOPBRP=BH稱為回差?；夭畹拇嬖谑归_關(guān)電

5、路的抗干擾能力增強d而 產(chǎn)N-D “0 fr-r S也霍爾接近開關(guān)工作磁體的設(shè)置 方法:工作磁體和霍爾接近開關(guān)間的運動方式有：(a)對移；(b)側(cè)移；旋轉(zhuǎn)；(d)隔斷(e)鎖定。對移(b)側(cè)移;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a)NPN橋由同負或連接b)PNP汾出司負我連接NPN匹同數(shù)宇電路連接 d：NPN型同單向可找理庫接士)NPN型同雙向可拉也主接：霍爾位置基準傳感器、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；090 4WGAP W X090 4WGAP W X七巨肉(inches)中心各邊采用高斜率磁場強度變化曲線的磁路組件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。霍爾齒輪傳感器測速示意圖：霍爾齒輪傳感器磁路原理圖:齒輪傳感 器原境圖齒輪傳感 器原境圖齒輪隹息器霍爾齒輪傳感器線