第5章磁传感器.ppt

第5章 磁传感器 5.1.1 霍尔元件的工作原理及特性 5.1.1 霍尔元件的工作原理及特性 5.1.1 霍尔元件的工作原理及特性 5.1.1 霍尔元件的工作原理及特性 5.1.1 霍尔元件的工作原理及特性 5.1.2 霍尔集成电路 线性型霍尔元件输出特性曲线 右图示出了具有双端差动输出特性的线性霍尔器件的输出特性曲线。当磁场为零时，它的输出电压等于零；当感受的磁场为正向（磁钢的S极对准霍尔器件的正面）时， 输出为正；磁场反向时，输出为负。 （2）开关型 开关型霍尔集成电路是将霍尔元件、稳压电路、放大器、施密特触发器、OC门（集电极开路输出门）等电路做在同一个芯片上。当外加磁场强度超过规定的工作点时，OC门由高阻态变为导通状态，输出变为低电平；当外加磁场强度低于释放点时，OC门重新变为高阻态，输出高电平。较典型的开关型霍尔器件如UGN3020等。 开关型霍尔集成电路的外形及内部电路 开关型霍尔集成电路（OC门输出）的接线 请按以下电路，将下一页中的有关元件连接起来。 开关型霍尔集成电路的史密特输出特性 回差越大，抗振动干扰能力就越强。 霍尔电势是关于I、B、? 三个变量的函数，即 EH=KHIBcos? 。 利用这个关系可以使其中两个量不变，将第三个量作为变量，或者固定其中一个量，其余两个量都作为变量。这使得霍尔传感器有许多用途。 霍尔传感器主要用于测量能够转换为磁场变化的其他物理量。 （1）霍尔式无触点汽车电子点火装置 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。 霍尔式无触点汽车电子点火装置工作原理 霍尔式无触点汽车电子点火装置(续） 汽车电子点火装置使用的点火控制器、霍尔传感器及点火总成 磁铁 （2）霍尔式无刷电动机 霍尔式无刷电动机取消了换向器和电刷，而采用霍尔元件来检测转子和定子之间的相对位置，其输出信号控制电枢电流的换向，维持电动机的正常运转。 由于无刷电动机不产生电火花及电刷磨损等问题，所以它在录像机、CD唱机、光驱等家用电器中得到越来越广泛的应用。 无刷电动机在电动自行车上的应用 电动自行车 无刷电动机在电动自行车上的应用 无刷直流电动机的外转子采用高性能钕铁硼稀土永磁材料；三个霍尔位置传感器产生六个状态编码信号，控制逆变桥各功率管通断，使三相内定子线圈与外转子之间产生连续转矩。具有效率高、无火花、可靠性强等特点。 电动自行车的无刷电动机及控制电路 光驱用的无刷电动机内部结构 （3）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。 霍尔式接近开关应用于限位 用霍尔IC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。 霍尔式接近开关应用于转速测量演示 开关型霍尔IC （5）霍尔电流传感器 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。 霍尔电流传感器应用演示 铁心 其他霍尔电流传感器 其他霍尔电流传感器（续） 霍尔钳形电流表（交直流两用） 霍尔钳形电流表的使用 霍尔钳形电流表的使用（续） 霍尔电流传感器的技术指标 某型号霍尔电流传感器技术指标 额定输入电流：300A额定输出电：4±1% V电源电压： ±15±5% V失调电压： 25 mV失调电压漂移：≤±1mV/℃线性度： ≤1%FS响应时间：≤7μS绝缘电压：50HZ，1min，2.5 KV工作温度：-10～+70 ℃匝数比：1：2000 闭环霍尔电流传感器的原理电路 霍尔电流传感器的技术指标与计算 “匝数比” ： 霍尔电流传感器的计算 设某型号霍尔电流传感器的额定匝数比NP/NS=1/2000，标准额定电流值IPN=300A，二次侧的负载电阻RS=30Ω。通电后，用电流表测得二次侧电流IS=0.1A，求输出到弱电回路的电压US和被测电流IP。 解：1）US=RS×IS=4.5V 2）根据匝数比公式被测电流IP为： 1. 磁敏电阻的基础知识 1. 磁敏电阻的基础知识