霍爾傳感器工作原理-霍爾傳感器電路圖

佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)報(bào)告課程名稱傳感器及應(yīng)用報(bào)告內(nèi)容霍爾傳感器制作與調(diào)試專業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)班級(jí)08152姓名陳紅杰學(xué)號(hào)31二0一0年六月佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院《傳感器及應(yīng)用》霍爾傳感器制作實(shí)訓(xùn)報(bào)告班級(jí)08152學(xué)號(hào)31姓名陳紅杰時(shí)間2009-2010第二學(xué)期項(xiàng)目名稱霍爾傳感器電路制作與調(diào)試指導(dǎo)老師張教雄謝應(yīng)然一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：對(duì)霍爾傳感器的實(shí)物（電路部分）進(jìn)行一個(gè)基本的了解。了解雙層PCB板以及一定（霍爾傳感器）的焊接排版的技術(shù)和工藝。二、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備與材料：1.認(rèn)識(shí)霍爾傳感器（電路部分）的元件（附圖如下）：2.焊接電路PCB板（雙層）和對(duì)電路設(shè)計(jì)的排版工藝的了解。3.對(duì)霍爾傳感器的電路原理圖進(jìn)行基本的分析（附圖如下）：霍爾傳感器原理圖：霍爾開關(guān)電路（霍爾數(shù)字電路），由三端7812穩(wěn)壓器，霍爾片差分放大器THS119，三端可調(diào)分流穩(wěn)壓器TL431及雙路JFET的輸入運(yùn)放TL082和輸出級(jí)組成。在外磁場(chǎng)的作用下,當(dāng)感應(yīng)強(qiáng)度超過導(dǎo)通閥值時(shí)，霍爾電路輸出管導(dǎo)通，輸出低電平TL082是一通用的J-FET雙運(yùn)用算放大器，其特點(diǎn)有，較低輸入偏置電壓和偏移電流，輸出沒有短路保護(hù)，輸入級(jí)具有較高的輸入阻抗，內(nèi)建頻率被子償電路，較高的壓擺率。最大工作電壓為18V。TL082是霍爾傳感器的核心處理部位。（CON2接口對(duì)應(yīng)霍爾元件THS119）霍爾元件THS119封裝圖印刷板：直流電源輸入24V，由IN4148、三端穩(wěn)壓管7812和TL431（串接一個(gè)電阻）構(gòu)成的穩(wěn)壓支路，得到不同的電壓。霍爾元件THS119是采樣核心元件，值得一提的是Z2這個(gè)穩(wěn)壓元件。在實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中精密穩(wěn)壓集成電路TL431并不一定要用實(shí)物，可以用一個(gè)NPN型三極管來串接一個(gè)電阻來等效代替。整個(gè)電路的設(shè)計(jì)運(yùn)用了閉環(huán)溫度反饋來實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)。主要的設(shè)計(jì)是RT1熱敏電阻，對(duì)電路在工作時(shí)的表面溫度進(jìn)行控制。這樣的設(shè)計(jì)能很好的起到一個(gè)自我保護(hù)。因?yàn)槲覀冎溃魻杺鞲衅鞯腜CB板是封裝在塑料外殼里，由于電路的工作環(huán)境的問題，導(dǎo)致電路幾乎沒有更好的散熱（外殼有些導(dǎo)熱）。至此，用到RT1熱敏電阻來進(jìn)行溫度控制保護(hù)顯得非常合理。三、實(shí)驗(yàn)操作（焊接）：1.霍爾傳感器PCB雙層印制電路板的焊接。2.了解電路的元件的安排和電路設(shè)計(jì)線路的排版。四、實(shí)驗(yàn)制作在這里強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)就是，實(shí)驗(yàn)制作的整個(gè)過程可以看作是焊接一個(gè)霍爾集成電路起傳感作用的電路（需要外加磁場(chǎng)）。實(shí)驗(yàn)開始，每組會(huì)得到分發(fā)的元件，我先由霍爾傳感器的電路原理圖開始分析，將每個(gè)元件插放好位置，這點(diǎn)很重要，如果出了問題那么會(huì)使電路不能正常工作，嚴(yán)重的還有可能導(dǎo)致電路元件受損而無法恢復(fù)。所以我先由霍爾傳感器的電路原理圖開始著手，分析清楚每個(gè)元件的指定位置，插放好了之后再由焊接，最后要把多余的腳剪掉。整個(gè)電路的元件除了THS119是長(zhǎng)腳直插式元件之外，其余的元件均為低位直插或者貼板直插。焊接的過程中，所需要注意的事情就是不能出現(xiàn)虛焊脫焊或者更嚴(yán)重的烙鐵燙壞元件的表殼封裝損壞印制電路板等。這些都是在焊接的整個(gè)過程中要注意的事情。比如，焊接三端穩(wěn)壓管7812時(shí)，要考慮到電路板的外殼封裝和三端穩(wěn)壓管7812的散熱問題，如果直插焊接的話那么就會(huì)放不進(jìn)塑料外殼里，還有直插沒有折引腳的話對(duì)三端穩(wěn)壓管7812的散熱影響很大。綜合這些因素再去插放焊接元件，效果會(huì)好很多。又比如，焊接THS119的時(shí)，原本PCB板在設(shè)計(jì)的時(shí)已經(jīng)排好版了，就是在TL082的背面插放THS119。這樣的設(shè)計(jì)很巧妙，能夠保證每一個(gè)THS119插進(jìn)去焊接完了之后都能很好地與塑料外殼嚴(yán)密配合安放進(jìn)去。因?yàn)檫@是利用了IC引腳與PCB板的間距來實(shí)現(xiàn)定距離的，絕不會(huì)給焊接帶來任何麻煩。最后，順便提及一下，在保證能將每一個(gè)元件正確地焊接在印制電路板上的前提條件下要盡量將元件插放焊接得美觀。五、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)（1）首先，從整個(gè)霍爾傳感器來看，設(shè)計(jì)的電路的合理性，元件的選用，還有焊接的制作工藝是保證整個(gè)電路能正常工作前提。（2）在學(xué)習(xí)電子電路的過程中，急需有一個(gè)過度期，焊接霍爾傳感器電路的過程當(dāng)中就會(huì)得到一個(gè)這樣的練習(xí)。（3）簡(jiǎn)單的說就是，拿到一張電路原理圖未必做得出一個(gè)比較好的產(chǎn)品，這里需要對(duì)整個(gè)電路設(shè)計(jì)的元件參數(shù)的考慮和排版，元件插放等等。只有將這些問題逐一解決了，才能做好一個(gè)電路，也只有這樣才能做好一個(gè)產(chǎn)品。（4）霍爾電壓隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化而變化，磁場(chǎng)越強(qiáng)，電壓越高，磁場(chǎng)越弱，電壓越低?；魻栯妷褐岛苄。ǔＶ挥袔讉€(gè)毫伏，但經(jīng)集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強(qiáng)的信號(hào)。若使霍爾集成電路起傳感作用，需要用機(jī)械的方法來改變磁場(chǎng)強(qiáng)度。六、實(shí)驗(yàn)收獲從拿到第一個(gè)元件開始，我仍然沒有太多的收獲，直到開始分析整個(gè)電路原理圖的時(shí)候才慢慢開始了解到一些確實(shí)精巧的設(shè)計(jì)，可以說是獨(dú)具匠心，到整個(gè)霍爾傳感器電路完成之后才算是明白了一二。在此，我具體地說說。首先，為什么不用一個(gè)普通的穩(wěn)壓管替代Z2這個(gè)精密穩(wěn)壓集成電路TL431呢？我查閱相關(guān)資料知道它的溫度范圍寬能在區(qū)間工作。將其的R、C腳并焊再串上一個(gè)電阻來等效代替電路原理圖中的精密穩(wěn)壓集成電路。這是一個(gè)非常值得學(xué)習(xí)的實(shí)例，設(shè)計(jì)很巧妙，運(yùn)用很靈活，接著，就是RT1熱敏電阻的設(shè)計(jì)，與溫度補(bǔ)償?shù)脑泶笙鄰酵ィ纬梢粋€(gè)閉環(huán)的溫度反饋。使得電路在密封的工作環(huán)境中能夠很好的進(jìn)行自我調(diào)整和保護(hù)。這又是一個(gè)非常匠心的設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)了外露敞開式設(shè)計(jì)的不足。還有就是，THS119的插放位置設(shè)計(jì)的相當(dāng)精妙。運(yùn)用了雙層PCB板的優(yōu)點(diǎn)，和IC引腳與印制電路板之間的距離來嚴(yán)格準(zhǔn)確地控制著THS119與塑料外殼之間的距離，使得霍爾傳感器探頭THS119處于一個(gè)指定的位置。再者，三端穩(wěn)壓管7812的插放焊接很準(zhǔn)確，先是插放再折壓引腳使其背面緊貼印制板（螺絲孔對(duì)準(zhǔn)），涂上導(dǎo)熱硅脂，這樣的設(shè)計(jì)能更好的為三端穩(wěn)壓管7812散熱。最后，就是電源路徑的排放。這個(gè)問題是在任何電路上值得參考學(xué)習(xí)的方案。很明顯在PCB板上就看到直流電源24V輸入一直愿者印制板的邊緣走線。值得一提的是，這樣的設(shè)計(jì)原本就是一個(gè)優(yōu)化問題，再有霍爾傳感器探頭THS119的控制電流與輸入的電流能更好地隔開，這樣將整個(gè)電路的擾動(dòng)量盡量減到最小。七、實(shí)驗(yàn)總結(jié)理論到實(shí)踐的過渡期需要很扎實(shí)的設(shè)計(jì)，元件等各方面的綜合知識(shí)來實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)品的起草到出產(chǎn)。這是很再實(shí)際不過的問題，在這里還可以提及到元件參數(shù)問題和設(shè)計(jì)電路的優(yōu)化問題。舉例說明，在此之前，設(shè)計(jì)過的電路往往也設(shè)計(jì)到元件參數(shù)的匹配問題，這是一個(gè)極其苛刻的問題，絲毫馬虎不得。例如選擇電阻的類型和瓦數(shù)，選用電容的耐壓值和種類，還有倘若找不到和電路原理圖上所標(biāo)注的一樣的元件，就得想辦法巧妙地運(yùn)用其他元件來等效代替，盡可能的節(jié)省制作一個(gè)模塊所要花的資金。從設(shè)計(jì)一個(gè)相對(duì)理想的電路到制作一個(gè)比較理想的產(chǎn)品，其中就是一個(gè)綜合性和強(qiáng)的工作。哪怕是在任何一個(gè)小環(huán)節(jié)上出了紕漏，后果就是電路不能正常工作，產(chǎn)品宣告失敗。這就包括電路設(shè)計(jì)的全部參數(shù)的全方位考慮，又比如電路工作環(huán)境當(dāng)中的溫度濕度電磁兼容等等問題都要逐一解決。學(xué)生簽名：陳紅杰2010年6月28日基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在擠壓機(jī)上的應(yīng)用MSP430單片機(jī)在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用單片機(jī)在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用基于ATmega16單片機(jī)的流量控制器的開發(fā)基于MSP430單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡(luò)水表的設(shè)計(jì)基于MSP430單片機(jī)具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與回放功能的嵌入式電子血壓計(jì)的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的氨分解率檢測(cè)系統(tǒng)的研究與開發(fā)鍋爐的單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)控制的電磁振動(dòng)式播種控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)技術(shù)的WDR-01型聚氨酯導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試儀的研制一種RISC結(jié)構(gòu)8位單片機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)