第八章：霍尔传感器.ppt

霍尔效应演示 当磁场垂直于薄片时，电子受到洛仑兹力的作用，向内侧偏移，在半导体薄片c、d方向的端面之间建立起霍尔电势。 当齿对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔元件，可产生较大的霍尔电动势，放大、整形后输出高电平；反之，当齿轮的空挡对准霍尔元件时，输出为低电平。 电动自行车 光驱用的无刷电动机内部结构 在被测转速的转轴上安装一个齿盘，也可选取机械系统中的一个齿轮，将线性型霍尔器件及磁路系统靠近齿盘。齿盘的转动使磁路的磁阻随气隙的改变而周期性地变化，霍尔器件输出的微小脉冲信号经隔直、放大、整形后可以确定被测物的转速。 当齿对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔元件，可产生较大的霍尔电动势，放大、整形后输出高电平；反之，当齿轮的空挡对准霍尔元件时，输出为低电平。 铁心 霍尔元件在无刷电机中的工作原理 直流无刷电机使用永磁转子，在定子适当位置放置所需数量的霍尔元件，它们的输出和相应的定子绕组的供电电路相连。当转子经霍尔元件附近时，永磁转子的磁场令已通电的霍尔元件输出一个电压，使定子绕组供电电路导通，给相应的定子绕组供电，产生和转子磁场极性相同的磁场，排斥转子继续转动。 可充电电池组 无刷电动机 用cs2018直接驱动电机的线路示意图 4.无损探伤 原理 铁磁材料受到磁场激励时，因其磁导率高，磁阻小，磁力线都集中在材料内部。 若材料均匀，磁力线分布也均匀。如果材料中有缺陷，那么在缺陷处，磁力线会发生弯曲，使局部磁场发生畸变。 用霍尔探头检出这种畸变，经过数据处理，可辨别出缺陷的位置、性质和大小。 应用领域 炮膛探伤、管道探伤、海用缆绳探伤、船体探伤、材料检验 5.霍尔接近传感器和接近开关 在霍尔元件背后偏置一块永久磁体，并将它们和相应的处理电路装在一个壳体内，做成一个探头，将霍尔元件的输入引线和处理电路的输出引线用电缆连接起来，就构成接近传感器。 霍尔线性传感器：黑色金属的自控计数，黑色金属的厚度检测、距离检测、齿轮数齿、转速检测、测速调速、缺口传感、张力检测、棉条均匀检测、电磁量检测及角度检测等 霍尔接近开关：各种自动控制装置、位置控制、加工尺寸控制、自动计数、各计数和流程的自动衔接、液位控制、转速检测等 当磁铁的有效磁极接近、并达到动作距离时，霍尔式接近开关动作 霍尔接近开关一般还配一块钕铁硼磁铁 S 线性霍尔 磁铁 6.霍尔齿轮传感器 根据此原理，可制成各种霍尔转速测量仪器。 带有微型磁铁的霍尔传感器 钢质 霍尔 若汽车在刹车时车轮被抱死，将产生危险。用霍尔转速传感器来检测车轮的转动状态有助于控制刹车力的大小。 在汽车防抱死装置（ABS）中的应用 过程：控制器3接收来自车速齿轮传感器1和车轮转速相对应的脉冲信号并进行处理，得到车辆的滑移率和减速信号。按其控制逻辑及时准确地向制动压力调节器2发出指令，调节器及时准确地作出响应，调节制动器的制动压力，以防止车轮抱死。 目的：抗侧滑、甩尾，提高制动安全及制动过程中的可驾驭性。 在此系统中，霍尔传感器作为车轮转速传感器，是制动过程的实时速度采集器，是ABS中的关键部件之一。 1-车速齿轮传感器 2-压力调节器 3-电子控制器 车速齿轮传感器 电子控制器 压力调节器 （信号采集） （处理） （制动） F fmax f滑 在汽车的新一代智能发动机中，用霍尔齿轮传感器来检测曲轴位置和活塞在汽缸中的运动速度，以提供更准确的点火时间，其作用是别的速度传感器难以代替的。 优点：（1）相位精度高，可满足0.4°曲轴角的要求，不需采用相位补偿。（2）可满足0.05度曲轴角的熄火检测要求。（3）输出为矩形波，幅度与车辆转速无关。在电子控制单元中作进一步的传感器信号调整时，会降低成本。 汽车电子点火电路及波形 1—点火开关 2—达林顿晶体管功率开关 3—点火线圈低压侧 4—点火线圈铁心 5—点火线圈高压侧 6—分火头 7—火花塞 a）电路 b）霍尔IC及点火线圈高压侧输出波形 桑塔纳汽车霍尔式分电器示意图 1-触发器叶片 2-槽口 3-分电器转轴 4-永久磁铁 5-霍尔集成电路 a.带缺口的触发器叶片 c.叶片位置与点火正时的关系 b.触发器叶片与永久磁铁及霍尔集成电路之间的安装关系 开关型霍尔IC 软铁分流翼片 设置：按不同方法设置磁体，将它们和霍尔开关电路组合起来可以构成各种旋转传感器。 原理：霍尔电路通电后，磁体每经过霍尔电路一次，便输出一个电压脉冲