傳感器課程設(shè)計--論霍爾傳感器的應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-02-12 10:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 境傳感器、用于實現(xiàn)夜視功能的傳感器、用于實現(xiàn)汽車主動安全的傳感器、用于實現(xiàn)線控轉(zhuǎn)向與制動的傳感器、用于駕駛員身份識別的生物統(tǒng)計傳感器以及遙感勘測傳感器等。 傳感器在汽車電子中的應(yīng)用汽車傳感器是汽車部件中一種重要的傳感電子設(shè)備，隨著汽車配置的越來越高，汽車傳感器也越來越先進。汽車霍爾電子控制裝置的應(yīng)用也越來越廣泛，每個電子控制裝置都包括傳感器、電控單元、執(zhí)行機構(gòu)三部分。它利用傳感器監(jiān)測汽車有關(guān)工作狀況，并將相關(guān)信息傳給電控單元，電控單元經(jīng)過分析、運算、判斷后，發(fā)送指令給執(zhí)行機構(gòu)，從而使汽車的工作狀況達(dá)到最佳。車用傳感器主要用于發(fā)動機控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、汽車測速系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)和防抱死裝置。它的應(yīng)用大大提高了汽車電子化程度，增加了汽車駕駛的安全系數(shù)。 2霍爾傳感器的基本原理 關(guān)于霍爾原理的解釋 霍爾效應(yīng)的定義通電導(dǎo)體在垂直電流方向的磁場作用下，在與電流和磁場垂直的方向上形成電荷積累和出現(xiàn)電勢差的現(xiàn)象，稱為霍爾效應(yīng)。 霍爾效應(yīng)的解釋如圖21所示，置于磁場中的靜止載流導(dǎo)體，當(dāng)它電流方向和磁場方向不一致時，載流導(dǎo)體上垂直于電流和磁場上產(chǎn)生電動勢，該電動勢稱為霍爾電動勢，如圖21所示。在垂直于外磁場B方向上放置一導(dǎo)電板，給導(dǎo)體通以電流I，導(dǎo)電板中的中自由電子在電場做作用下做定向運動。此時，電子受到洛倫茲力的作用。圖21霍爾效應(yīng)原理圖洛倫茲力大小為 （21）式中：e代表電子電荷，B代表磁場的強度，v表示電子運動的平均速度。此時電子除了沿電流方向做定向運動外，還在的作用下漂移，結(jié)果使金屬導(dǎo)電板內(nèi)側(cè)面積積累電子。而外側(cè)面積累正電荷從而形成附加內(nèi)電場，稱霍爾電場，該電場強度為 （22）式中：表示電勢差?；魻栯妶龅某霈F(xiàn)，使自由電子除了受到洛倫茲力的作用外還受到電場力的作用，此力阻止電荷繼續(xù)積累，隨著內(nèi)外側(cè)積累電荷的增加，電場增強，電子所受到的電場力也增大。當(dāng)增大到與洛倫茲力相等時達(dá)到平衡（兩個力方向相反），電荷不再積累。 （23） （24）若金屬導(dǎo)電板的單位體積內(nèi)的電子數(shù)為n，電子的平均速度為v，則產(chǎn)生的電流為（d表示導(dǎo)電板厚度） （25）將（25）與（24）聯(lián)立得 （26）將上式的帶入（22）得 （27）式中令，稱之為霍爾常數(shù)，則 （28）式中，是霍爾片的靈敏度。 霍爾傳感器的構(gòu)成及分類霍爾傳感器是由霍爾元件、放大器、溫度補償電路及穩(wěn)壓電源設(shè)計在一個芯片上構(gòu)成的?；魻杺鞲衅鞣譃榫€性型霍爾傳感器和開關(guān)型霍爾傳感器兩種。 霍爾傳感器的應(yīng)用霍爾傳感器的應(yīng)用十分廣泛。線性霍爾傳感器主要是用于一些物理量的測量，比如對電流和位移的測量。開關(guān)型霍爾傳感器主要用于測轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速、風(fēng)速、流速、接近開關(guān)、關(guān)門告知器、報警器、自動控制電路等。 3霍爾傳感器在汽車電子系統(tǒng)中的應(yīng)用 霍爾傳感器在汽車測速中的應(yīng)用測速裝置在機車控制系統(tǒng)中占有非常重要的地位，對測速裝置的要求是分辨能力強、高精度和盡可能短的檢測時間。本設(shè)計介紹了應(yīng)用霍爾傳感器通過測量磁場強度，來得到穩(wěn)定的脈沖方波信號，實現(xiàn)機車轉(zhuǎn)速的測量。 工作磁體的設(shè)置將一非磁性圓盤固定裝在電機轉(zhuǎn)軸上，圓盤邊緣等距離用環(huán)氧樹脂粘貼塊狀磁鋼，磁鋼采用永久磁，如圖31所示。由于霍爾傳感器的磁特性，我們這里把磁場作為霍爾傳感器運動和位置的載體，通常情況下我們用永久磁鋼作為磁場。當(dāng)兩齒輪之間空隙正對霍爾傳感器時，磁力線比較分散，測得場強比較弱。如果某一齒正對霍爾傳感器時，穿過的磁力
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