自動檢測論文正稿(編輯修改稿)
2025-07-16 04:54 本頁面
【文章內容簡介】 t(o)=未加被測磁場時的電壓讀數，單位為V，S=靈敏度系數，單位為mV/G(高斯)，B=被測磁場的磁感應強度，單位為G。在霍爾線性電路背面偏置一個永磁體，如圖7所示。圖7（a）表示檢測鐵磁物體的缺口，圖7（b）表示檢測齒輪的齒。它們的電路接法見圖8，(a)為檢測齒輪，(b)為檢測缺口。用這種方法可以檢測齒輪的轉速[6]。 圖7 用霍爾線性電路檢測鐵磁物體 圖8 用霍爾線性電路檢測齒口的線路直流無刷電機使用永磁轉子，在定子的適當位置放置所需數量的霍爾器件，它們的輸出和相應的定子繞組的供電電路相連。當轉子經過霍爾器件附近時，永磁轉子的磁場令已通電的霍爾器件輸出一個電壓使定子繞組供電電路導通，給相應的定子繞組供電，產生和轉子磁場極性相同的磁場，推斥轉子繼續(xù)轉動。到下一位置，前一位置的霍爾器件停止工作，下位的霍爾器件導通，使下一繞組通電，產生推斥場使轉子繼續(xù)轉動[7]。如此循環(huán)，維持電機的工作。其工作原理示于圖9。 圖9 霍爾元件在無刷電機中的工作在這里，霍爾器件起位置傳感器的作用，檢測轉子磁極的位置，它的輸出使定子繞組供電電路通斷，又起開關作用，當轉子磁極離去時，令上一個霍爾器件停止工作，下一個器件開始工作，使轉子磁極總是面對推斥磁場，霍爾器件又起定子電流的換向作用。無刷電機中的霍爾器件，使用霍爾元件時，一般要外接放大電路，如圖10所示： 圖10 采用霍爾元件的電機驅動電路（圖中的H為霍爾元件）用霍爾元件制成的磁讀頭，如圖11所示，將寫頭和讀頭裝在同一外殼里，采用長1mm，,，其信噪比比普通磁頭高3db～5db,由于寫頭和讀頭間的間距很小，故可用一讀頭去監(jiān)視幾分之一秒之前錄頭錄下的信息[8]。 圖11 霍爾磁頭 霍爾讀頭的輸出僅由記錄信息的磁感應強度來決定，即使頻率到零，輸出仍然恒定，且因讀頭無電感，故可獲得優(yōu)異的瞬態(tài)響應。它的靈敏度隨溫度的變化也很小，℃。采用適當的前置放大電路，可在0℃～50℃范圍內保持177。 由于霍爾磁讀頭具備這些優(yōu)點，因而在計算機中得到很重要的應用。特別在高密度垂直記錄的磁盤的信息讀出中，更能顯示其優(yōu)越性。專家預言，今后十年，霍爾讀頭很可能會占去磁阻頭的部分市場。在ABS中，速度傳感器是十分重要的部件。ABS的工作原理示意圖如圖12所示。圖中，1是車速齒輪傳感器；2是壓力調節(jié)器；3是控制器。在制動過程中，控制器3不斷接收來自車速齒輪傳感器1和車輪轉速相對應的脈沖信號并進行處理，得到車輛的滑移率和減速信號，按其控制邏輯及時準確地向制動壓力調節(jié)器2發(fā)出指令，調節(jié)器及時準確地作出響應，使制動氣室執(zhí)行充氣、保持或放氣指令，調節(jié)制動器的制動壓力，以防止車輪抱死，達到抗側滑、甩尾，提高制動安全及制動過程中的可駕馭性[6]。在這個系統(tǒng)中，霍爾傳感器作為車輪轉速傳感器，是制動過程中的實時速度采集器，是ABS中的關鍵部件之一。 在汽車的新一代智能發(fā)動機中，用霍爾齒輪傳感器來檢測曲軸位置和活塞在汽缸中的運動速度，以提供更準確的點火時間，其作用是別的速度傳感器難以代替的，它具有如下許多新的優(yōu)點。 （1）相位精度高，176。曲軸角的要求，不需采用相位補償。 （2）。 （3）輸出為矩形波，幅度與車輛轉速無關。在電子控制單元中作進一步的傳感器信號調整時，會降低成本。 用齒輪傳感器，除可檢測轉速外，還可測出角度、角速度、流量、流速、旋轉方向等等。 霍爾速度傳感器的內部結構 圖12 ABS氣制動系統(tǒng)的工作原理示意圖霍爾壓力傳感器由彈性元件，磁系統(tǒng)和霍爾元件等部分組成[9]，如圖13所示。在圖29中，（a）的彈性元件為膜盒，(b)為彈簧片，(c)為波紋管。磁系統(tǒng)最好用能構成均勻梯度磁場的復合系統(tǒng)，如圖29中的(a)、(b)，也可采用單一磁體，如（c）。加上壓力后，使磁系統(tǒng)和霍爾元件間產生相對位移，改變作用到霍爾元件上的磁場，從而改變它的輸出電壓VH。由事先校準的p～f(VH)曲線即可得到被測壓力p的值。 圖13 幾種霍爾壓力傳感器的構成原理圖14示出用來進行土壤和砂子與鋼界面上的法向和切向應力檢測的霍爾傳感器裝置[10]。(a)檢測向切應力，(b)檢測壓應力。箭頭所指是施加的外力方向。在圖14(a)中，儀器上用鋼作成上下兩個
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