电工测量 教学课件 作者 陈惠群第8章 第1～2学时.pptVIP

1．了解霍尔式传感器的工作原理及用途。 2．了解霍尔式转速传感器的组成及工作原理。 3．掌握离心式转速表的使用与维护方法。 内容简介 测量电机及其拖动没备的转速是维修电工常用的测量项目之一。测量转速的方法很多，本节重点介绍利用霍尔式传感器制成的转速传感器和离心式转速表的构造、工作原理及使用方法。 第一节 霍尔式转速传感器 （1～2节） 一、霍尔式传感器  1．霍尔效应 图8-1 霍尔效应原理图 若在被测物体上安装的磁钢数为Z，利用计数器读取霍尔开关输出的脉冲数为N，所需时间为t，则被测转速为 （r／min） 维持激励电流I不变 此时，霍尔电动势大小只与所加的磁场大小有关，故可制成磁场强度计、霍尔转速表、角位移测量仪以及用于测量微小位移的霍尔式加速度计、微压力计等。 当I、B两者都为变量时 这种情况下，霍尔电动势的大小与电流和磁场的乘积有关。利用这个特点，可制成模拟乘法器、功率计等。若再保持磁感应强度B恒定，则可做成过电流装置等。 霍尔集成电路 将霍尔元件和放大电路等集成在一个芯片上就构成霍尔集成电路。霍尔集成电路按作用可分为线性型和开关型两类。霍尔线性集成电路的特点是输出电压随外加磁场的变化呈线性变化，主要用于无触点电位器、无刷直流电机、速度传感器和位置传感器等。霍尔开关集成电路的特点是随外加磁场的变化而输出高低两种电平信号，主要用于键盘开关、接近开关、速度传感器和位置传感器等。 小 结（1） 1．霍尔式传感器是利用霍尔效应制成的一种非接触式传感器，它具有灵敏度高、可靠性好、体积小，耗电少、寿命长、价格低、易于集成化等优点。可测量位移、转速及加速度等非电量，也可用作非接触开关、无刷电机等，应用十分广泛。 2．霍尔式传感器是基于霍尔效应制成的，主要由霍尔元件、磁场和电源构成。 小结（2） 3．实用的霍尔元件是一种半导体四端薄片，在薄片的相对两侧对称地焊接两对电极引出线，一对用于接激励电压或电流，称为激励电极；另外一对作为霍尔电动势的输出端，称为霍尔电极。 4．在激励电流恒定条件下，当霍尔元件所处磁场的磁感应强度大小发生突变时，输出电压也产生突变，于是就产生一个脉冲信号。单位时间内产生的脉冲数与转速对应，就能构成霍尔式数字转速表。 * 第8章 转速的测量 学 习 目 标 一、霍尔式传感器 二、霍尔式转速传感器 霍尔式传感器是利用霍尔效应制成的一种非接触式传感器，它具有灵敏度高、可靠性好、体积小，耗电少、寿命长、价格低、易于集成化等优点。可测量位移、转速及加速度等非电量，也可用作非接触开关等，应用十分广泛。 霍尔式传感器是基于霍尔效应制成的，主要由霍尔元件、磁场和电源三部分构成。 如图8-1所示，在一个磁感应强度为B的均匀磁场中，放置一块半导体薄片，当有电流流过薄片时，电子受到磁场力FL的作用而向一侧偏移，形成电子积累，而另一侧则形成正电荷积累，从而在薄片的cd方向产生横向电场，称为霍尔电场，相应的电动势称为霍尔电动势EH。这种现象称为霍尔效应，半导体薄片称为霍尔元件。 一般情况下，激励电流越大，磁场越强，电子受到的洛仑兹力也越大，霍尔电动势也就越高。 当输入电流I或磁场B的方向改变时，霍尔电动势的方向也将改变。 通常采用N型硅（Si）、锑化铟（InSb）、砷化铟（InAs）和锗（Gc）等半导体材料制成的具有霍尔效应的器件，统称为霍尔元件。实用的霍尔元件是一种半导体四端薄片，它一般做成正方形，在薄片的相对两侧对称地焊接两对电极引出线，一对用于连接激励电压或电流，称为激励电极；另外一对作为霍尔电动势的输出端，称为霍尔电极。 2．霍尔元件 霍尔元件的电路符号如图8-2a所示。霍尔元件的壳体用非导磁性金属、陶瓷、塑料或环氧树脂封装，如图8-2b所示。 图8-2 霍尔元件 a）图形符号 b）外形 二、霍尔式转速传感器 在激励电流恒定的条件下，当霍尔元件所处磁场的磁感应强度大小发生突变时，输出电压也产生突变，于是就产生一个脉冲信号。单位时间内产生的脉冲数与转速对应，就构成霍尔式转速传感器。 图8-3 霍尔式转速传感器原理图 图8-3为霍尔式转速传感器工作原理图。它采取将霍尔元件固定在永磁体路径附近的方法。如把永磁体粘贴在旋转体上部，图8-3a所示；也可把永磁体粘贴在旋转体边缘，图8-3b所示。