霍爾式車速傳感器課件

霍爾式車速傳感器2011年11月霍爾效應(yīng)在均勻強(qiáng)磁場B中放入一塊板狀金屬導(dǎo)體，并與磁場B方向垂直，在金屬板中沿與磁場B垂直的方向通以電流的時候，在金屬板上下表面之間會出現(xiàn)橫向電勢差UH，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，電勢差UH稱為霍爾電勢差。UH=RHIB／d(V)式中RH與導(dǎo)體材料有關(guān)，稱為霍爾系數(shù)。霍爾元件按元件的分類進(jìn)行討論，霍爾元件包括線形元件、開關(guān)、鎖存器和專用傳感器，常用的霍爾元件為前兩種。線性元件輸出的霍爾電壓與磁場強(qiáng)度變化成比例。線性元件的主要參數(shù)是靈敏度、工作溫度和頻率響應(yīng)。用此類器件時，只要選取適當(dāng)?shù)男〈配摚涂蓪⑴c小磁鋼一起運(yùn)動的物體的位置、位移、速度、角度等信息以電信號的形式傳感出來，達(dá)到了自動測量與控制的目的。線性元件霍爾開關(guān)開關(guān)包括單極性的和雙極性的，單極性開關(guān)只響應(yīng)磁鐵的一個極，當(dāng)磁場到達(dá)某一數(shù)值時，霍爾開關(guān)接通，而磁感應(yīng)強(qiáng)度降低到某一值以下，霍爾開關(guān)斷開。這些事件的觸發(fā)點叫吸合點和釋放點。單極性產(chǎn)品一般都給出吸合點和釋放點的最大和最小磁感應(yīng)強(qiáng)度。霍爾開關(guān)的技術(shù)指標(biāo)和線性元件一樣，也是靈敏度(以吸合點和釋放點表示)、溫度范圍和頻率響應(yīng)。雙極性開關(guān)的輸出集成霍爾傳感器霍爾集成電路與分立霍爾元件相比，將霍爾元件和信號處理電路集成在一起，具有更高的靈敏度和精度，更好的溫度穩(wěn)定性。同時各種信號處理電路也使霍爾集成電路的功能更多，是目前用途最為廣泛的～類磁傳感器。集成霍爾傳感器主要由霍爾片和放大器組成，根據(jù)不同應(yīng)用的需要，有的還加了溫度補(bǔ)償電路、穩(wěn)壓電源或施密特觸發(fā)器及開關(guān)電路。集成霍爾傳感器集成霍爾傳感器一般可分為3種：集成線性霍爾傳感器(也稱位置傳感器)、集成霍爾開關(guān)和集成霍爾鎖存器。它們都具有傳感和控制功能。對本課題要應(yīng)用的霍爾開關(guān)而言，當(dāng)霍爾器件所在位置的磁場尚未達(dá)到工作點之前，器件以高電平輸出，當(dāng)磁場增強(qiáng)到工作點(Bon)時，霍爾片輸出的電壓U經(jīng)差分放大器放大后，送至施密特觸發(fā)器，使之翻轉(zhuǎn)導(dǎo)通，從而使門電路輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖?，稱此為“開”狀態(tài)。反之，當(dāng)磁場減4,N釋放點(Bofr)時，門電路輸出端截止，則由低電平變?yōu)楦唠娖?，稱為“關(guān)”狀態(tài)?；魻栭_關(guān)集成電路方框圖霍爾開關(guān)集成電路的磁滯輸出特性當(dāng)磁場下降到低于釋放點Bof耐，輸出信號跳變?yōu)椤瓣P(guān)”狀態(tài)，再進(jìn)一步減少磁場，輸出信號保持不變。當(dāng)磁場增加時，增加到釋放點Bon時，仍為“關(guān)”狀態(tài)，增加到觸發(fā)點Bon時輸出跳變?yōu)椤伴_”狀態(tài)，再增加仍為“開”狀態(tài)。這一特性使得輸出信號不會因為輸入信號的微小波動而發(fā)生錯誤的跳變。在霍爾開關(guān)集成電路中，觸發(fā)點和釋放點是霍爾開關(guān)集成電路的兩個重要特性參數(shù)，統(tǒng)稱為工作點?；魻杺鞲衅鞯墓ぷ魈攸c1、工作電壓范圍寬：由于其內(nèi)部已集成有穩(wěn)壓器，故其在4．5V'-'24V這樣一個較寬的范圍內(nèi)均能正常工作。2、具有高速響應(yīng)特性及很高的工作頻率：由于產(chǎn)生霍爾電壓的條件與所感應(yīng)磁體的變化速率無關(guān)，因而可以用來感應(yīng)快速物體(磁體)的變化，工作頻率可達(dá)100kHz。3、輸出信號幅值不變：由于內(nèi)部開關(guān)電路的作用，其輸出幅度與感應(yīng)物體(磁鋼)的速度無關(guān)，不像常用的磁感應(yīng)式傳感器輸出信號的幅度隨速度的高低而變化，且低速時易產(chǎn)生信號丟失的現(xiàn)象?；魻杺鞲衅鞯挠|發(fā)方式三種可能觸發(fā)類型：端部、滑動和隔斷式。端部方式：磁鐵靠近或離開傳感器正面，這是最簡單的觸發(fā)方式，就像按鈕開關(guān)一樣?；瑒臃绞剑涸谶@種方式下磁鐵在傳感器正面滑動，預(yù)先確定的間隙將磁鐵和傳感器的正面隔開隔斷方式：磁開關(guān)最精確的控制方法，在這種方式中，磁鐵和傳感器分別剛性的固定在相距固定氣隙的組件上，當(dāng)磁鐵和傳感器之間的空間未被隔開時，傳感器接通。轉(zhuǎn)速傳感器中常用的磁路有背磁式(Back．Biased)、多極圓環(huán)磁鐵式和隔斷式等。背磁式由永磁鐵、霍爾開關(guān)集成電路和一高導(dǎo)磁率的齒輪組成，霍爾芯片位于磁鐵和齒輪之間。應(yīng)用背磁式時，芯片需要使用差分式，這樣隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)，差分式芯片中的一個霍爾盤對著齒，另外一個霍爾盤對著兩齒之間的間隙，從而產(chǎn)