第6章磁敏式传感器案例.ppt

霍尔钳形电流表（交直流两用） 压舌 豁口 6.4 磁敏式传感器的应用 6.4 磁敏式传感器的应用 5、霍尔计数装置 (a)工作示意图 霍尔开关传感器 绝缘板 磁铁 N S ( b) 电路图 +12V SL3051 A S VT +V C R5 RL R4 R3 R1 R2 计 数 器 6.4 磁敏式传感器的应用 因为钢球为强磁性物体，所以在装置中将永久磁铁固定。当有球滚过时，磁场就发生一次变化，传感器输出的霍尔电压也变化一次，这相当于输出一个脉冲。该脉冲信号经运放μA741放大后，送入三极管2N5812的基极，三极管便导通一次。如在三极管的集电极接上一个计数器，即可对滚过传感器的钢球进行计数。 钢球 6、汽车霍尔电子点火器 霍尔传感器 隔磁罩 磁钢 缺口 霍尔传感器 隔磁罩 磁钢 缺口 当缺口对准霍尔元件时，磁通通过霍尔传感器形成闭合回路，电路导通，霍尔传感器输出低电平； 6.4 磁敏式传感器的应用 当隔磁罩竖边的凸出部分挡在霍尔元件和磁体之间时，电路截止，霍尔传感器输出高电平。 汽车霍尔电子点火器电路 R6 DW1 R7 V1 +12V C R5 D1 R4 R3 R1 R2 磁钢 R8 D2 DW2 H V2 V3 当霍尔传感器输出低电平时，V1截止，V2、V3导通，点火器的初级绕组有恒定的电流通过；当霍尔传感器输出高电平时，V1导通， V2、V3 截止，点火器的初级绕组电流截止，此时储存在点火线圈中的能量由初级绕组以高压放电的形式输出，即放电点火。 6.4 磁敏式传感器的应用 6.4.1 非接触式交流电流检测器 该非接触式交流电流检测器使用的是MS-F06型磁敏电阻器，只要将MS-F06型半导体磁敏电阻器靠在电流线上就会得到输出电压。MS-F06型磁敏电阻器在35℃时电阻值减小到室温时的1/2。因此，很少只使用一个磁敏电阻器，而是使用两个磁敏电阻器，以使其温度特性能够得到补偿。 6.4 磁敏式传感器的应用 图6-17 MS-F06型磁敏电阻器的电阻值-磁场特性 6. 4 磁敏式传感器的应用 ◆MS-F06型磁敏电阻器的电阻值-磁场特性如图6-17所示。 在磁场强度为0时的电阻值（初始电阻值）为800Ω，MS-F06具有0.075T的偏置磁场。在图6-17中可以看到，R0.7G=1kΩ，R1.7G=1.5kΩ。即每增加0.0001T的磁场可以使磁敏电阻的电阻值增加到原来的1.5倍。 6. 4 磁敏式传感器的应用 ◆图6-18是MS-F06的温度特性。图6-19是MS-F06和铜导线之间的距离与输出电压的关系。当它紧贴直径0.1mm的铜导线时，对应于50Hz的100mA电流，输出的电压为0.27mVRMS。 图6-18 MS-F06的温度特性 图6-19 MS-F06的间隔特性 6. 4 磁敏式传感器的应用 图6-20 非接触式电流监测器 6. 4 磁敏式传感器的应用 ◆图6-20是利用MS-F06制作的非接触式电流检测器的电路图。20A时磁敏电阻的输出电压US为： US=（0.27mV/0.1A）×20A=54mV ◆由于是在电力导线外测量，所以其输出值大约为上述理论值的1/5，即10mV。要想在图6-20所示电路输出2V的电压，放大器U2A的增益应当为200。在电路设计中采取了100~1000倍的可调方式。 6. 4 磁敏式传感器的应用 6.4.2 基于霍尔传感器的通用型高斯计 ◆在测量磁通密度的仪器中有一种叫做高斯计。对测量范围要求如果不过分苛刻的话，在0.2T/2T两个量程之间相互切换的特拉斯计较易制作，实际电路图如图6-21所示。传感器使用THS103A型GaAs霍尔效应传感器，采用恒电流工作模式，满刻度的温度系数最大值可以控制在-0.06%/℃，典型值可以控制在-0.03%/℃~-0.04%/℃。TL499A为可变输出系列的开关调节器，其输出为正10V电压，LCL7660为C-MOS电压转换器，其输出端输出-9V电压。 6. 4 磁敏式传感器的应用 6. 4 磁敏式传感器的应用 图6-21 高斯计电路 ◆采用差动放大器作为霍尔效应传感器的放大器。第一级放大器的增益为G=1+2·R2/R1。当R1=60k时，G=10；当R2开路时，G=1。下一级放大器用VR1进行调整，使得增益为1~2倍。 ◆电位器VR2用于不平衡电压的调整。为了能够具有尽可能好的零点稳定性，需要从大约10个霍尔效应传感器中挑选一个不平衡电压最小的来使用。不平衡电压的大小应当在2~3mV以下。在不同量程间进行切换时，不平衡电压变化幅度比较大，因此每个不同量程都要分别设置自己专用的电位器，如图6-22所示。 6. 4 磁敏式传感器的应用