6霍爾式傳感器

傳感器與檢測(cè)技術(shù)第六章霍爾式傳感器上節(jié)課回顧：1.電容傳感器有哪些類型？2.電容傳感器的工作原理，輸出特性。3.為什么電感式和電容式傳感器的結(jié)構(gòu)多采用差動(dòng)形式，差動(dòng)結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)是什么？4．推導(dǎo)差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度，并與單極式電容傳感器相比較。

電容傳感器測(cè)量電路有哪些？是否可以避免線性誤差？電容式傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)

以最簡(jiǎn)單的平行極板電容器為例說(shuō)明其工作原理。在忽略邊緣效應(yīng)的情況下，平板電容器的電容量為:平板電容器的電容ε0—真空的介電常數(shù)，(ε0=8.854×10-12F/m)；

S—極板的遮蓋面積（m2）；

ε—極板間介質(zhì)的相對(duì)介電系數(shù)，在空氣中，ε=1；

δ—兩平行極板間的距離（m）。結(jié)論：差動(dòng)式電容傳感器比單個(gè)電容靈敏度提高一倍非線性誤差減小（多乘？因子）?？梢愿纳骗h(huán)境因素的影響電容式傳感器的輸出特性分析

第六章霍爾傳感器6.1霍爾傳感器工作原理6.2霍爾元件的結(jié)構(gòu)和基本電路6.3霍爾元件的主要特性參數(shù)6.4霍爾元件誤差及補(bǔ)償6.5霍爾式傳感器的應(yīng)用教學(xué)目的與要求：掌握霍爾效應(yīng)的物理解釋.掌握影響霍爾電勢(shì)大小的因素,用半導(dǎo)體且用N型材料制作霍爾元件的原因了解霍爾元件外形結(jié)構(gòu),基本測(cè)量電路,根據(jù)不同使用要求連接電路.一般了解霍爾元件的主要特性參數(shù).了解霍爾不等位電勢(shì)及其補(bǔ)償.了解溫度誤差及其減少的措施;掌握恒流源溫度補(bǔ)償電路(圖)及其工作原理(解決什么問(wèn)題).概述：

霍爾型傳感器是磁電轉(zhuǎn)換的一種傳感器。1879年霍爾在金屬材料中發(fā)現(xiàn)的，已有一百多年的歷史，由于霍爾效應(yīng)在金屬中非常微弱，只是在大學(xué)的教科書中作為一種理論而存在，并未付諸實(shí)際應(yīng)用。直到100多年以后，大約到上世紀(jì)四十年代后期，半導(dǎo)體工藝的成熟，科學(xué)家利用半導(dǎo)體工藝重新試驗(yàn)霍爾效應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：半導(dǎo)體工藝（P或N型）都可以再現(xiàn)霍爾效應(yīng)現(xiàn)象，并金屬霍爾元件的公式半導(dǎo)體霍爾元件可得到同樣的結(jié)論，而且N型半導(dǎo)體尤其明顯。使霍爾效應(yīng)得到廣泛的應(yīng)用。我國(guó)大約到上世紀(jì)七十年代開始研究霍爾元件，已能生產(chǎn)各種性能霍爾元件，例如：普通型、高靈敏度型、低溫度系數(shù)型、測(cè)溫測(cè)磁性和開關(guān)型等。概述：

霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁敏傳感器，屬于固態(tài)物性型傳感器，這類傳感器主要以半導(dǎo)體、電介質(zhì)、鐵電鐵等為敏感材料，在力、磁、熱、光、射線、氣體、濕度等因素作用下引起材料物理特性變化，通過(guò)檢測(cè)其物理特性的變化即可反映被測(cè)參數(shù)值。特點(diǎn)：

霍爾器件具有許多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長(zhǎng)，安裝方便，功耗小，頻率高，耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。

霍爾特斯拉計(jì)（高斯計(jì)）霍爾元件霍爾高斯計(jì)（特斯拉計(jì)）的使用霍爾元件磁鐵霍爾傳感器用于測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度霍爾元件測(cè)量鐵心氣隙的B值霍爾鉗形電流表（交直流兩用）壓舌豁口

叉形鉗形表漏磁稍大，但使用方便

用鉗形表測(cè)量電動(dòng)機(jī)的相電流6.1霍爾傳感器工作原理半導(dǎo)體薄片置于磁場(chǎng)中，當(dāng)它的電流方向與磁場(chǎng)方向不一致時(shí)，半導(dǎo)體薄片上平行于電流和磁場(chǎng)方向的兩個(gè)面之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱霍爾效應(yīng)。產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱霍爾電勢(shì)，半導(dǎo)體薄片稱霍爾元件上一頁(yè)下一頁(yè)返回霍爾效應(yīng)原理圖霍爾效應(yīng)原理載流子受洛侖茲力霍爾電場(chǎng)強(qiáng)度平衡狀態(tài)電子運(yùn)動(dòng)平均速度

因?yàn)檩d流子受電場(chǎng)力當(dāng)磁場(chǎng)和環(huán)境溫度一定時(shí):

霍爾電勢(shì)與控制電流I成正比當(dāng)控制電流和環(huán)境溫度一定時(shí):

霍爾電勢(shì)與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比當(dāng)環(huán)境溫度一定時(shí):

輸出的霍爾電勢(shì)與I和B的乘積成正比

可測(cè)量電流、磁場(chǎng)強(qiáng)度或制成各種運(yùn)算器，還可測(cè)微小位移、壓力、振動(dòng)等霍爾電勢(shì)霍爾常數(shù)霍爾常數(shù)大小取決于導(dǎo)體的載流子密度：金屬的自由電子密度太大，因而霍爾常數(shù)小，霍爾電勢(shì)也小，所以金屬材料不宜制作霍爾元件?；魻栯妱?shì)與導(dǎo)體厚度d成反比：為了提高霍爾電勢(shì)值，霍爾元件制成薄片形狀。

霍爾元件靈敏度（靈敏系數(shù)）

半導(dǎo)體中電子遷移率（電子定向運(yùn)動(dòng)平均速度）比空穴遷移率高，因此N型半導(dǎo)體較適合于制造靈敏度高的霍爾元件，

霍爾元件的結(jié)構(gòu)和基本電路霍爾元件圖（a）中，從矩形薄片半導(dǎo)體基片上的兩個(gè)相互垂直方向側(cè)面上，引出一對(duì)電極，其中1-1電極用于加控制電流，稱控制電極。另一對(duì)2-2電極用于引出霍爾電勢(shì)，稱霍爾電勢(shì)輸出極。在基片外面用金屬或陶瓷、環(huán)氧樹脂等封裝作為外殼圖（b）是霍爾元件通用的圖形符號(hào)。圖（c）所示，霍爾電極在基片上的位置及它的寬度對(duì)霍爾電勢(shì)數(shù)值影響很大。通常霍爾電極位于基片長(zhǎng)度的中間，其寬度遠(yuǎn)小于基片的長(zhǎng)度。圖（d）是基本測(cè)量電路。

國(guó)產(chǎn)霍爾元件型號(hào)的命名方法6.3霍爾元件的主要特性參數(shù)：(1)輸入電阻和輸出電阻

輸入電阻：控制電極間的電阻

輸出電阻：霍爾電極之間的電阻測(cè)量以上電阻時(shí)，應(yīng)在沒有外磁場(chǎng)和室溫變化的條件下進(jìn)行。

(2)額定控制電流和最大允許控制電流

額定控制電流：當(dāng)霍爾元件有控制電流使其本身在空氣中產(chǎn)生10℃溫升時(shí)，對(duì)應(yīng)的控制電流值

最大允許控制電流：以元件允許的最大溫升限制所對(duì)應(yīng)的控制電流值(3)不等位電勢(shì)Uo和不等位電阻ro

不等位電勢(shì)：當(dāng)霍爾元件的控制電流為額定值時(shí)，若元件所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，測(cè)得的空載霍爾電勢(shì)。不等位電勢(shì)是由霍爾電極2和之間的電阻決定的，r0稱不等位電阻

產(chǎn)生原因:主要由霍爾電極安裝不對(duì)稱造成的,由于半導(dǎo)體材料的電阻率不均勻、基片的厚度和寬度不一致、霍爾電極與基片的接觸不良（部分接觸）等原因，即使霍爾電極的裝配絕對(duì)對(duì)稱，也會(huì)產(chǎn)生不等位電勢(shì)。6.4霍爾元件誤差及補(bǔ)償1.不等位電勢(shì)誤差的補(bǔ)償2.溫度誤差及其補(bǔ)償1.不等位電勢(shì)誤差的補(bǔ)償可以把霍爾元件視為一個(gè)四臂電阻電橋，不等位電勢(shì)就相當(dāng)于電橋的初始不平衡輸出電壓。

不等位電勢(shì)是霍爾元件在加控制電流而不加外磁場(chǎng)時(shí)，而出現(xiàn)的霍爾電勢(shì)稱為零位誤差。在分析不等位電勢(shì)時(shí)，可將霍爾元件等效為一個(gè)電橋，如右圖所示?？刂齐姌OA、B和霍爾電極C、D可看作電橋的電阻連接點(diǎn)。它們之間分布電阻R1、R2、R3、R4構(gòu)成四個(gè)橋臂，控制電壓可視為電橋的工作電壓。不等位電勢(shì)誤差的補(bǔ)償

理想情況下，不等位電勢(shì)UM=0，對(duì)應(yīng)于電橋的平衡狀態(tài)，此時(shí)R1＝R2＝R3＝R4。如果霍爾元件的UM≠0，則電橋就處于不平衡狀態(tài)，此時(shí)R1、R2、R3、R4的阻值有差異，UM就是電橋的不平衡輸出電壓。只要能使電橋達(dá)到平衡的方法都可作為不等位電勢(shì)的補(bǔ)償方法。（一）基本補(bǔ)償電路

霍爾元件的不等位電勢(shì)補(bǔ)償電路有多種形式，圖為常見電路，其中Rp是調(diào)節(jié)電阻?；狙a(bǔ)償電路沒有考慮溫度變化的影響。當(dāng)溫度發(fā)生變化，需要重新進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)。常用的電勢(shì)補(bǔ)償電路對(duì)稱電路

當(dāng)溫度變化時(shí)，補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)定性要好些（二）具有溫度補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償電路右圖是一種常見的具有溫度補(bǔ)償?shù)牟坏任浑妱?shì)補(bǔ)償電路。該補(bǔ)償電路本身也接成橋式電路，其工作電壓有霍爾元件的控制電壓提供；其中一個(gè)為熱敏電阻Rt，并且于霍爾元件的等效電阻的溫度特性相同。在該電橋的負(fù)載電阻RP2上取出電橋的部分輸出電壓（稱為補(bǔ)償電壓），與霍爾元件的輸出電壓反向串聯(lián)。在磁感應(yīng)強(qiáng)度B為零時(shí)，調(diào)節(jié)RP1和RP2，使補(bǔ)償電壓抵消霍爾元件此時(shí)輸出的不等位電勢(shì)，從而使B＝0時(shí)的總輸出電壓為零。在霍爾元件的工作溫度下限T1時(shí)，熱敏電阻的阻值為Rt（T1）。電位器RP2保持在某一確定位置，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器的RP1來(lái)調(diào)節(jié)補(bǔ)償電橋的工作電壓，使補(bǔ)償電壓抵消此時(shí)的不等位電勢(shì)UML，此時(shí)的補(bǔ)償電壓稱為恒定補(bǔ)償電壓。當(dāng)工作溫度T1升高到T1

＋ΔT時(shí)，熱敏電阻的阻值為Rt（T1＋ΔT

）。RP1保持不變，通過(guò)調(diào)節(jié)RP2，使補(bǔ)償電壓抵消此時(shí)的不等位電勢(shì)UML＋ΔUM。此時(shí)的補(bǔ)償電壓實(shí)際上包含了兩個(gè)分量，一個(gè)是抵消工作溫度為T1時(shí)的不等位電勢(shì)UML的恒定補(bǔ)償電壓分量，另一個(gè)是抵消工作溫度升高ΔT時(shí)的不等位電勢(shì)的變化量ΔUM的變化補(bǔ)償電壓分量。根據(jù)上述討論可知，采用橋式補(bǔ)償電路，可以在霍爾元件的整個(gè)溫度范圍內(nèi)對(duì)不等位電勢(shì)進(jìn)行良好的補(bǔ)償，并且對(duì)不等位電勢(shì)的恒定部分和變化部分的補(bǔ)償可獨(dú)立地進(jìn)行調(diào)節(jié)。所以，可達(dá)到相當(dāng)高的補(bǔ)償精度。2.溫度誤差及其補(bǔ)償溫度誤差產(chǎn)生原因： 霍爾元件的基片是半導(dǎo)體材料，因而對(duì)溫度的變化很敏感。其載流子濃度和載流子遷移率、電阻率和霍爾系數(shù)都是溫度的函數(shù)。 當(dāng)溫度變化時(shí)，霍爾元件的一些特性參數(shù)，如霍爾電勢(shì)、輸入電阻和輸出電阻等都要發(fā)生變化，從而使霍爾式傳感器產(chǎn)生溫度誤差。減小霍爾元件的溫度誤差選用溫度系數(shù)小的元件采用恒溫措施采用恒流源供電電橋法（一）恒流源溫度補(bǔ)償

霍爾元件的靈敏系數(shù)也是溫度的函數(shù)，它隨溫度的變化引起霍爾電勢(shì)的變化，霍爾元件的靈敏系數(shù)與溫度的關(guān)系KH0

溫度T0時(shí)的KH值；溫度變化量；霍爾電勢(shì)的溫度系數(shù)。

分析：

大多數(shù)霍爾元件的溫度系數(shù)α是正值時(shí)，它們的霍爾電勢(shì)隨溫度的升高而增加（1+α△t）倍。同時(shí)，讓控制電流I相應(yīng)地減小，能保持KHI不變就抵消了靈敏系數(shù)值增加的影響。恒流源溫度補(bǔ)償電路

當(dāng)霍爾元件的輸入電阻隨溫度升高而增加時(shí)，旁路分流電阻自動(dòng)地加強(qiáng)分流，減少了霍爾元件的控制電流控制電流溫度升到T時(shí)，電路中各參數(shù)變?yōu)闇囟葹門0時(shí)霍爾元件輸入電阻溫度系數(shù)；分流電阻溫度系數(shù)。

為使霍爾電勢(shì)不變，補(bǔ)償電路必須滿足:升溫前、后的霍爾電勢(shì)不變經(jīng)整理，忽略高次項(xiàng)后得

當(dāng)霍爾元件選定后，它的輸入電阻和溫度系數(shù)及霍爾電勢(shì)溫度系數(shù)可以從元件參數(shù)表中查到（可以測(cè)量出來(lái)），用上式即可計(jì)算出分流電阻及所需的分流電阻溫度系數(shù)值。0iR（二）合理選擇負(fù)載電阻如上圖所示，若霍爾電勢(shì)輸出端接負(fù)載電阻RL，則當(dāng)溫度為T時(shí)，RL上的電壓可表示為：式中R0—霍爾元件的輸出電阻。當(dāng)溫度由T變?yōu)門+ΔT時(shí)，則RL上的電壓變?yōu)槭街笑痢魻栯妱?shì)的溫度系數(shù)；

β—霍爾元件輸出電阻的溫度系數(shù)。要使UL不受溫度變化的影響，即ΔUL＝0，由上兩式可知，必須對(duì)上式進(jìn)行整理可得

對(duì)于一個(gè)確定的霍爾元件，可以方便地獲得α、β和R0的值，因此只要使負(fù)載電阻RL滿足上式，就可在輸出回路實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度誤差的補(bǔ)償了。雖然RL通常是放大器的輸入電阻或表頭內(nèi)阻，其值是一定的，但可通過(guò)串、并聯(lián)電阻來(lái)調(diào)整RL的值。（三）采用熱敏元件對(duì)于由溫度系數(shù)較大的半導(dǎo)體材料（如銻化銦）制成的霍爾元件，常采用右圖所示的溫度補(bǔ)償電路，圖中Rt是熱敏元件（熱電阻或熱敏電阻）。圖（a）是在輸入回路進(jìn)行溫度補(bǔ)償電路，當(dāng)溫度變化時(shí)，用Rt的變化來(lái)抵消霍爾元件的乘積靈敏度KH和輸入電阻Ri變化對(duì)霍爾輸出電勢(shì)UH的影響。

圖（b）則是在輸出回路進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)碾娐罚?dāng)溫度變化時(shí)，用Rt的變化來(lái)抵消霍爾電勢(shì)UH和輸出電阻R0變化對(duì)負(fù)載電阻RL上的電壓UL的影響。在安裝測(cè)量電路時(shí)，應(yīng)使熱敏元件和霍爾元件的溫度一致。6.5霍爾式傳感器的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn):

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，頻帶寬，動(dòng)態(tài)特性好和壽命長(zhǎng)應(yīng)用：電磁測(cè)量：測(cè)量恒定的或交變的磁感應(yīng)強(qiáng)度、有功功率、無(wú)功功率、相位、電能等參數(shù)；自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)：多用于位移、壓力的測(cè)量。1.微位移和壓力的測(cè)量測(cè)量原理： 霍爾電勢(shì)與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，若磁感應(yīng)強(qiáng)度是位置的函數(shù)，則霍爾電勢(shì)的大小就可以用來(lái)反映霍爾元件的位置。應(yīng)用： 位移測(cè)量、力、壓力、應(yīng)變、機(jī)械振動(dòng)、加速度產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)的示意圖位移量較小，適于測(cè)量微位移和機(jī)械振動(dòng)霍爾式壓力傳感器彈簧管磁鐵霍爾片

加速度傳感器2.磁場(chǎng)的測(cè)量 在控制電流恒定條件下，霍爾電勢(shì)大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，由于霍爾元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它特別適用于微小氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度、高梯度磁場(chǎng)參數(shù)的測(cè)量?；魻栯妱?shì)是磁場(chǎng)方向與霍爾基片法線方向之間夾角的函數(shù)。應(yīng)用：霍爾式磁羅盤、霍爾式方位傳感器、霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器霍爾轉(zhuǎn)速表

在被測(cè)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)軸上安裝一個(gè)齒盤，也可選取機(jī)械系統(tǒng)中的一個(gè)齒輪，將線性型霍爾器件及磁路系統(tǒng)靠近齒盤。齒盤的轉(zhuǎn)動(dòng)使磁路的磁阻隨氣隙的改變而周期性地變化，霍爾器件輸出的微小脈沖信號(hào)經(jīng)隔直、放大、整形后可以確定被測(cè)物的轉(zhuǎn)速。SN線性霍爾磁鐵霍爾轉(zhuǎn)速表原理

當(dāng)齒對(duì)準(zhǔn)霍爾元件時(shí)，磁力線集中穿過(guò)霍爾元件，可產(chǎn)生較大的霍爾電動(dòng)勢(shì)，放大、整形后輸出高電平；反之，當(dāng)齒輪的空擋對(duì)準(zhǔn)霍爾元件時(shí)，輸出為低電平?；魻栟D(zhuǎn)速傳感器在汽車防抱死裝置（ABS）中的應(yīng)用

若汽車在剎車時(shí)車輪被抱死，將產(chǎn)生危險(xiǎn)。用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器來(lái)檢測(cè)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)有助于控制剎車力的大小。帶有微型磁鐵的霍爾傳感器鋼質(zhì)霍爾霍爾轉(zhuǎn)速表的其他安裝方法

只要黑色金屬旋轉(zhuǎn)體的表面存在缺口或突起，就可產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度的脈動(dòng)，從而引起霍爾電勢(shì)的變化，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號(hào)。

霍爾元件磁鐵霍爾式無(wú)觸點(diǎn)汽車電子點(diǎn)火裝置

采用霍爾式無(wú)觸點(diǎn)電子點(diǎn)火裝置能較好地克服汽車合金觸點(diǎn)點(diǎn)火時(shí)間不準(zhǔn)確、觸點(diǎn)易燒壞、高速時(shí)動(dòng)力不足等缺點(diǎn)。汽車點(diǎn)火線圈高壓輸出接頭12V低壓電源輸入接頭霍爾式無(wú)觸點(diǎn)汽車電子點(diǎn)火裝置工作原理

采用霍爾式無(wú)觸點(diǎn)電子點(diǎn)火裝置無(wú)磨損、點(diǎn)火時(shí)間準(zhǔn)確、高速時(shí)動(dòng)力足。桑塔納汽車霍爾式分電器示意圖

1-觸發(fā)器葉片2-槽口3-分電器轉(zhuǎn)軸4-永久磁鐵

5-霍爾集成電路（PNP型霍爾IC）a）帶缺口的觸發(fā)器葉片b）觸發(fā)器葉片與永久磁鐵及霍爾集成電路之間的安裝關(guān)系c）葉片位置與點(diǎn)火正時(shí)的關(guān)系霍爾式無(wú)觸點(diǎn)汽車電子點(diǎn)火裝置(續(xù)）

當(dāng)葉片遮擋在霍爾IC面前時(shí)，PNP型霍爾IC的輸出為低電平，晶體管功率開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)，點(diǎn)火線圈低壓側(cè)有較大電流通過(guò)，并以磁場(chǎng)能量的形式儲(chǔ)存在點(diǎn)火線圈的鐵心中。

汽車電子點(diǎn)火電路及波形1—點(diǎn)火開關(guān)2—達(dá)林頓晶體管功率開關(guān)3—點(diǎn)火線圈低壓側(cè)4—點(diǎn)火線圈鐵心5—點(diǎn)火線圈高壓側(cè)6—分火頭7—火花塞

a）電路b）霍爾IC及點(diǎn)火線圈高壓側(cè)輸出波形

當(dāng)葉片槽口轉(zhuǎn)到霍爾IC面前時(shí)，霍爾IC輸出跳變?yōu)楦唠娖?，?jīng)反相變?yōu)榈碗娖?，達(dá)林頓管截止，切斷點(diǎn)火線圈的低壓側(cè)電流。由于沒有續(xù)流元件，所以存儲(chǔ)在點(diǎn)火線圈鐵心中的磁場(chǎng)能量在高壓側(cè)感應(yīng)出30~50kV的高電壓。汽車電子點(diǎn)火裝置使用的點(diǎn)火控制器、霍爾傳感器及點(diǎn)火總成磁鐵點(diǎn)火總成霍爾式無(wú)刷電動(dòng)機(jī)

霍爾式無(wú)刷電動(dòng)機(jī)取消了換向器和電刷，而采用霍爾元件來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子和定子之間的相對(duì)位置，其輸出信號(hào)經(jīng)放大、整形后觸發(fā)電子線路，從而控制電樞電流的換向，維持電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由于無(wú)刷電動(dòng)機(jī)不產(chǎn)生電火花及電刷磨損等問(wèn)題，所以它在錄像機(jī)、CD唱機(jī)、光驅(qū)等家用電器中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。普通直流電動(dòng)機(jī)使用的電刷和換向器無(wú)刷電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)自行車上的應(yīng)用電動(dòng)自行車可充電電池組無(wú)刷電動(dòng)機(jī)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)自行車上的應(yīng)用

無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的外轉(zhuǎn)子采用高性能釹鐵硼稀土永磁材料；三個(gè)霍爾位置傳感器產(chǎn)生六個(gè)狀態(tài)編碼信號(hào)，控制逆變橋各功率管通斷，使三相內(nèi)定子線圈與外轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩，具有效率高、無(wú)火花、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)。電動(dòng)自行車的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)及控制電路速度控制器

利用PWM調(diào)速光驅(qū)用的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)霍爾式接近開關(guān)

當(dāng)磁鐵的有效磁極接近、并達(dá)到動(dòng)作距離時(shí)，霍爾式接近開關(guān)動(dòng)作。霍爾接近開關(guān)一般還配一塊釹鐵硼磁鐵。霍爾式接近開關(guān)

用霍爾IC也能完成接近開關(guān)的功能，但是它只能用于鐵磁材料的檢測(cè)，并且還需要建立一個(gè)較強(qiáng)的閉合磁場(chǎng)。

在右圖中，當(dāng)磁鐵隨運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)到距霍爾接近開關(guān)幾毫米時(shí)，霍爾IC的輸出由高電平變?yōu)榈碗娖?，?jīng)驅(qū)動(dòng)電路使繼電器吸合或釋放，控制運(yùn)動(dòng)部件停止移動(dòng)（否則將撞壞霍爾IC）起到限位的作用。

霍爾式接近開關(guān)用于轉(zhuǎn)速測(cè)量演示n=60f4