传感器课件 第八章.ppt

铁心 4. 霍尔加速度传感器 5. 霍尔电流传感器（霍尔传感器测电流） 霍尔传感器广泛用于测量电流，从而可以制成电流过载检测器或过载保护装置；在电机控制驱动中，作为电流反馈元件，构成电流反馈回路。 将被测电流的导线穿过霍尔电流传感器的检测孔。当有电流通过导线时，在导线周围将产生磁场，磁力线集中在铁心内，并在铁心的缺口处穿过霍尔元件，从而产生与电流成正比的霍尔电压。 线性霍尔IC 下面以UGN3501M霍尔传感器为例，阐明其测量电流的原理。 标准软磁材料圆环中心直径为40mm，截面积为4×4mm2（方形），圆环上有一缺口，放入霍尔传感器，圆环上绕有11匝线，并通过检测电流。根据磁路理论，可以算出电流为50A时，可产生0.3T磁场强度。由于UGN3501M的灵敏度为14mV／mT，则在0~50A电流范围内，其输出电压变化为0~4.2V。 压舌 豁口 霍尔钳形电流表（交直流两用） 霍尔式电流谐波分析仪 6. 霍尔功率传感器 利用 UH =KHIB 关系，如果 I 和 B 是两个独立变量，霍尔器件就是一个简单实用的模拟乘法器；如果 I 和 B 分别与某一负载两端的电压和通过的电流有关，则霍尔器件便可用于负载功率测量。 霍尔器件测电功率 负载ZL所取电流 i 流过铁芯线圈以产生交变磁感强度B，电源电压U经过降压电阻R得到的交流电流ic流过霍尔器件，则霍尔器件输出电压uH便与电功率P成正比，即 还可以完成乘方、开方、到数、除法、开立方等功能。 霍尔元件平方器 霍尔元件开方器 在磁场强度为0.1T时，UGN3501M的典型输出电压为1400mV，因此可以制成0.1T的高斯计，如图所示。电源电压为8~16V。在5、6脚接一个 20?的调 7. 霍尔高斯计（特斯拉计） 零电位器，在1、8脚接一可调灵敏度的10k?电位器及内阻常数最小为10k?/V的电压表。若在5、 6两脚上各接一只47?电阻后，再接20?电位器，其线性范围可达0.3T。 霍尔元件 磁铁 8. 霍尔计数装置（接近开关） UGN3501T具有较高的灵敏度，能感受到很小的磁场变化，因而可以检测铁磁物质的有无，利用这一特性可以制成计数装置。 从图中还可以看出，霍尔元件也是一种接近开关。 霍尔式接近开关 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（永磁）。 用开关型霍尔IC也能完成接近开关的功能，但是它只能用于铁磁材料的检测，并且还需要建立一个较强的闭合磁场。 在右图中，当磁铁随运动部件移动到距霍尔接近开关几毫米时，霍尔IC的输出由高电平变为低电平，经驱动电路使继电器吸合或释放，控制运动部件停止移动（否则将撞坏霍尔IC）起到限位的作用。 开关型霍尔IC 软铁分流翼片 霍尔式接近开关用于转速测量 霍尔式接近开关用于限位作用 9. 霍尔转速传感器 1—转轴 2—转盘 3—磁铁 4—霍尔元件 几种霍尔转速传感器的结构 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。 S N 线性霍尔 磁铁 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。 图（a），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； 图（b），当齿轮的空挡对准霍尔元件时，输出为低电平。 （a） （b） 带有微型磁铁的霍尔传感器 钢质齿圈 霍尔转速传感器在汽车防抱死装置（ABS）中的应用 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。 带有微型磁铁的霍尔传感器 10. 霍尔开关电子点火器 高压输出接头 12V低压电源输入接头 采用霍尔式无触点电子点火装置能较好地克服汽车合金触点点火时间不准确、触点易烧坏、高速时动力不足等缺点。能适用于恶劣的工作环境和各种车速，冷起动性能好等特点，目前已得到广泛采用。 将霍尔元件固定在汽车分电器的白金座上，在分火点上装一个隔磁罩1，罩的竖边根据汽车发动机的缸数，开出等间距的缺口2。 当缺口对准霍尔元件时，磁通通过霍尔器件，如图a所示，此时霍尔元件输出高电平； 当凸出部分挡在霍尔元件和磁体之间时，磁通不通过霍尔器件，如图b所示，霍尔元件输出低电平≤0.4V 。 1－隔磁罩 2