磁電式傳感器(吳建平)-資料下載頁
2025-01-18 19:25本頁面
【正文】 R R UBR OUT+ OUT GND OFFSET+ OFFSET S/R+ S/R 補(bǔ)償線圈 置位 /復(fù)位線圈 Y X 傳感器原理及應(yīng)用 第 6章 磁電式傳感器 ? 當(dāng)線圈上有電流通過時(shí)，所產(chǎn)生的磁場就耦合到 MR電橋上。這兩個(gè)線圈具有磁場信號(hào) 調(diào)理 功能。 ? HMC系列磁場傳感器工作原理 ——以 HMC 1001為例 磁敏傳感器 HMC系列集成磁場傳感器 ? 接入電源后，傳感器能測量沿水平軸方向的環(huán)境磁場或外加磁場； ? 外部磁場加到傳感器時(shí)改變磁敏電阻的電阻值，產(chǎn)生變化率△ R/R，使 MR輸出電壓隨外部磁場信號(hào)變化，配上數(shù)字電壓表即可測量磁場。 Y X 傳感器原理及應(yīng)用 第 6章 磁電式傳感器 ? 補(bǔ)償線圈 可實(shí)現(xiàn)下述功能： 1） 無檢測磁場時(shí) ,補(bǔ)償線圈上有電流通過，就形成 X軸方向 的磁場（敏感方向），利用這個(gè)磁場可以 抵消環(huán)境磁場 （地磁）的影響。 ? 因?yàn)檠a(bǔ)償電流從 端流向 +端時(shí)補(bǔ)償線圈產(chǎn)生一個(gè)與原磁場方向相反的磁場； 25mA電流產(chǎn)生磁通 5 105T 使原磁場減弱，只要合理選擇調(diào)節(jié)補(bǔ)償電流 IOFFSET值就可以完全抵消環(huán)境磁場和鐵磁性物質(zhì)對測量的影響。 磁敏傳感器 HMC系列集成磁場傳感器 2） 補(bǔ)償線圈可作為閉環(huán)反饋元件，消除待測磁場的影響； 3）補(bǔ)償線圈用于 MR電橋自動(dòng)校準(zhǔn)； 4）當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)， MR傳感器的靈敏度會(huì)變化，利用補(bǔ)償線圈可檢測沿靈敏軸方向的靈敏度。 傳感器原理及應(yīng)用 第 6章 磁電式傳感器 ? 置位 /復(fù)位線圈： 該線圈主要作用是在測量磁場時(shí)能保持MR傳感器的高靈敏度特性 ? 當(dāng)被測弱磁場受到一個(gè)強(qiáng)磁場干擾時(shí)， MR傳感器的輸出信號(hào)有可能被干擾信號(hào)所淹沒，造成輸出信號(hào)丟失。為減小這種影響并使輸出信號(hào)最大化，需要利用置位 /復(fù)位線圈。 磁敏傳感器 HMC系列集成磁場傳感器 1. 置位 /復(fù)位線圈必須通過幾安的脈沖電流，持續(xù)時(shí)間 2μs ； 2. 該線圈產(chǎn)生沿 Y軸方向的磁場，這是 MR最 不敏感的方向 ； 3. 利用置位（或復(fù)位）可改變輸出極性。 傳感器原理及應(yīng)用 第 6章 磁電式傳感器 磁敏傳感器 HMC系列集成磁場傳感器 – 0 B/104T 40 20 0 20 40 60 80 置位曲線 復(fù)位曲線 UO/mV ? 輸出響應(yīng)曲線 ? 當(dāng)置 /復(fù)位脈沖電流通過引腳S/R+時(shí) ,輸出響應(yīng)曲線斜率為正值 ,反之為負(fù)值 ,可改變輸出電壓的極性； ?電流方向 S/R+ → S/R 輸出 UoSET， ?電流方向 S/R → S/R+輸出 UoRESET ? 輸出電壓差值能消除溫漂和非線性影響。 UO=(UOSETUORESET)/2 ? 置位和復(fù)位曲線是對稱的 。 ? 由于工藝使橋臂不可能完全一致 ,可采用補(bǔ)償技術(shù)使 MR電橋平衡 .具體辦法在輸出之間跨接一只電阻 ,使零磁場時(shí)輸出電壓為零 . MR電橋 R R R R UBR OUT+ OUT GND OFFSET+ OFFSET S/R+ S/R 補(bǔ)償線圈 置位 /復(fù)位線圈 IOFFSET 傳感器原理及應(yīng)用 第 6章 磁電式傳感器 ?HMC系列磁場傳感器應(yīng)用 ? 接近開關(guān) HMC1001接運(yùn)放 AMP04（做比較器使用），構(gòu)成接近開關(guān)電路，磁鐵接近時(shí) MR輸出電壓達(dá)到 30mV，使比較器翻轉(zhuǎn)，輸出變低 LED發(fā)光。可用來檢測位移、轉(zhuǎn)速等非電量。 ? 特斯拉計(jì) 由 HMC1001/1002構(gòu)成系統(tǒng)，可測量小于 10nT的磁場， S/R脈沖電流幅度需大于 4A。 磁敏傳感器 HMC系列集成磁場傳感器 7 8 5 4 UBR OUT+ OUT GND 磁鐵 LED 傳感器原理及應(yīng)用 第 6章 磁電式傳感器 傳感器原理及應(yīng)用 第 6章 磁電式傳感器 課堂練習(xí) ? 電機(jī)通斷控制電路， VT三極管功率驅(qū)動(dòng) 1A負(fù)載，PT525為開關(guān)型霍爾元件； ? 敘述電路工作原理； ? 磁鋼 N接近時(shí)霍爾元件導(dǎo)通（低），電機(jī) M的狀態(tài)？ ? 磁 鋼遠(yuǎn)離時(shí)霍爾元件截止（高），電機(jī) M的狀態(tài)？ D PST525 M S N 12V C VT ① ② ③ 傳感器原理及應(yīng)用 第 6章 磁電式傳感器 本章要點(diǎn)： ? 磁電感應(yīng)式傳感器（電動(dòng)式） 工作原理、 基本特性和應(yīng)用； ? 霍爾式傳感器原理、霍爾傳感器的應(yīng)用、 霍爾集成傳感器； ? 磁敏傳感器， 磁敏電阻器、磁敏二極管、 磁敏三極管。 試述磁電感應(yīng)式振動(dòng)傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)形式。 什么是霍爾效應(yīng)？霍爾元件常用材料有哪些？為什么不用 金屬做霍爾元件材料？ 霍爾元件不等位電勢產(chǎn)生的原因有哪些？ 某一霍爾元件尺寸為 沿 L方向通以電流，在垂直于 L和 b的方向加有均勻磁場 B，靈敏度為 22V()，試求輸出霍爾電勢及載流子濃度。 思考題和習(xí)題 1 0 , 3 . 5 , 1 . 0 , 1 . 0 , 0 . 3L m m b m m d m m I m A B T? ? ? ? ? 試分析霍爾元件輸出接有負(fù)載時(shí)，利用恒壓源和輸人回路串 聯(lián)電阻進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)臈l件。 霍爾元件靈敏度 KH=40V()，控制電流 I=，寫出它置 于 1 104～ 5 104T線性變化的磁場中輸出的霍爾電勢范圍？ （查找） l～ 2個(gè)霍爾元件的應(yīng)用例子。 比較霍爾元件、磁敏電阻、磁敏晶體管，它們有哪些相同之 處和不同之處？簡述其各自的特點(diǎn)。
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