傳感器課程設(shè)計(jì)說明書線性霍爾元件位移傳感器(編輯修改稿)
2025-02-14 14:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合于大電流傳感。圖22 霍爾傳感器測電流示意圖霍爾電流傳感器工作原理如圖22所示，標(biāo)準(zhǔn)圓環(huán)鐵芯有一個缺口，將霍爾傳感器插入缺口中，圓環(huán)上繞有線圈，當(dāng)電流通過線圈時產(chǎn)生磁場，則霍爾傳感器有信號輸出。2．位移測量如圖23所示，兩塊永久磁鐵同極性相對放置，將線性型霍爾傳感器置于中間，其磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，這個點(diǎn)可作為位移的零點(diǎn)，當(dāng)霍爾傳感器在Z軸上作△Z位移時，傳感器有一個電壓輸出，電壓大小與位移大小成正比。圖23 霍爾傳感器測位移示意圖如果把拉力、壓力等參數(shù)變成位移，便可測出拉力及壓力的大小，如圖24所示，是按這一原理制成的力傳感器。圖24 霍爾傳感器測力示意圖（二）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。測轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)數(shù)。如圖25所示，在非磁性材料的圓盤邊上粘一塊磁鋼，霍爾傳感器放在靠近圓盤邊緣處，圓盤旋轉(zhuǎn)一周，霍爾傳感器就輸出一個脈沖，從而可測出轉(zhuǎn)數(shù)（計(jì)數(shù)器），若接入頻率計(jì)，便可測出轉(zhuǎn)速。圖25 霍爾傳感器測轉(zhuǎn)數(shù)示意圖如果把開關(guān)型霍爾傳感器按預(yù)定位置有規(guī)律地布置在軌道上，當(dāng)裝在運(yùn)動車輛上的永磁體經(jīng)過它時，可以從測量電路上測得脈沖信號。根據(jù)脈沖信號的分布可以測出車輛的運(yùn)動速度。第三章 測量系統(tǒng)組成霍爾元件的零位誤差是指無外加磁場或無控制電流情況下霍爾元件產(chǎn)生輸出電壓并由此產(chǎn)生誤差。它主要表現(xiàn)有以下幾種形式：1）不等位電動勢它是零位誤差中最重要的一種，他是當(dāng)霍爾元件在額定控制電流下，不外加磁場時，霍爾輸出端之間的空載電動勢。2）寄生直流電勢再無磁場的情況下，元件通入交流電流，輸出端除交流不等位電壓以外的直流分量3）感應(yīng)零電動勢感應(yīng)零電動勢是在未通電流情況下，由于脈動或交變磁場作用在輸出端產(chǎn)生的電動勢。4)自激場零電動勢霍爾元件控制電流產(chǎn)生自激場1）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，霍爾元件的一些特性參數(shù)，如霍爾電勢、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。2)減小霍爾元件的溫度誤差的方法選用溫度系數(shù)小的元件、采用恒溫措施、采用恒流源供電、采用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償電路 直流激勵的霍爾傳感器電路直流激勵的霍爾傳感器電路較為簡單主要由霍爾傳感器，741差動放大器等組成，如圖31：圖3—1 直流激勵下傳感器電路圖交流激勵的霍爾傳感器電路較為復(fù)雜主要由霍爾傳感器，741差動放大器，再加上移相電路，相敏檢波電路，低通濾波電路等組成。如圖32：圖3—2交流激勵下傳感器電路圖移相電路原理圖如下所示圖3—3 移相電路原理圖移相器由兩個部分組成，調(diào)節(jié)可完成滯后0到180度的相位，理論上可以實(shí)現(xiàn)0到180度的調(diào)節(jié)，但是由于遠(yuǎn)離信號，存在干擾，實(shí)際上并不能達(dá)到180度。圖中選用了LF353作為運(yùn)放，由于一個LF353上集成了兩個運(yùn)算放大器，所以可以節(jié)省空間，便于集成化。相敏檢波電路如下圖所示圖3—4 相敏檢波電路原理圖相
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