第6章霍尔式传感器.ppt

6.1 霍尔元件的基本工作原理 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。 6.3 霍尔式传感器应用举例 霍尔转速表 霍尔转速表原理 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。 霍尔转速表的其他安装方法 只要黑色金属旋转体的表面存在缺口或突起，就可产生磁场强度的脉动，从而引起霍尔电势的变化，产生转速信号。 霍尔式接近开关 用于转速测量演示 开关型霍尔IC 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。 6、霍尔特斯拉计（高斯计） 霍尔元件 霍尔高斯计（特斯拉计）的使用 霍尔元件 7、霍尔传感器用于测量磁场强度 霍尔元件 1、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。 霍尔电流传感器演示 铁心 其他霍尔电流传感器 其他霍尔电流传感器（续） 2、霍尔钳形电流表（交直流两用） 霍尔钳形电流表演示 霍尔钳形电流表演示 霍尔钳形电流表的使用 霍尔钳形电流表的使用（续） 3、霍尔式电流谐波分析仪 被测电流的谐波频谱 3 、霍尔式转速传感器 图中是几种不同结构的霍尔式转速传感器。 磁性转盘的输入轴与被测转轴相连, 当被测转轴转动时, 磁性转盘随之转动, 固定在磁性转盘附近的霍尔传感器便可在每一个小磁铁通过时产生一个相应的脉冲, 检测出单位时间的脉冲数, 便可知被测转速。磁性转盘上小磁铁数目的多少决定了传感器测量转速的分辨率。 1—输入轴；2—转盘；3—小磁铁；4—霍尔传感器 S N 线性霍尔 磁铁 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。 带有微型磁铁的霍尔传感器 钢质 霍尔 霍尔元件 磁铁 n = 60 f 4 (r/min) 软铁分流翼片 T 霍尔转速测量 霍尔－角位移测量 4、 霍尔计数装置 霍尔开关传感器SL3501是具有较高灵敏度的集成霍尔元件, 能感受到很小的磁场变化, 因而可对黑色金属零件进行计数检测。 图 7 - 14 是对钢球进行计数的工作示意图和电路图当钢球通过霍尔开关传感器时, 传感器可输出峰值20mV的脉冲电压, 该电压 经运算放大器A（μA741）放大后, 驱动半导体三极管VT（2N5812）工作, VT输出端便可接计数器进行计数, 并由显示器显示检测数值。  霍尔式接近开关应用于计数电原理图 5、霍尔式接近开关的应用 利用霍尔效应可以制成开关型传感器，广泛应用于测转速、制作接近开关等。如图所示是霍尔式接近开关原理图及工作特性曲线。它主要由霍尔元件、放大电路、整形电路、输出驱动及稳压电路5部分组成。 （a） （b） 霍尔式接近开关原理及开关特性 （a）原理图；（b）工作特性曲线 由工作特性曲线可见，霍尔式接近开关工作时具有一定的磁滞特性，可以使开关更可靠工作。图中BH为工作点“开”的磁场强度，BL为释放点“关”的磁场强度。 1T=104GS 磁铁 测量铁心 气隙的B值 8、铁磁材料裂纹检测 N S 二、将被测量转换为控制电流I 线性霍尔IC EH=KH IB 压舌 豁口 直流200A量程 被测电流的导线未放入铁心时示值为零 70.9A 钳形表的环形铁心可以张开， 导线由此穿过 70.9A 被测电流的导线从此处穿入钳形表的环形铁心 手指按下此处，将钳形表的铁心张开 将被测电流导线逐根夹到钳形表的环形铁心中 将空调电源的“三芯护套线”夹到钳形表的环形铁心中，钳形表的示值为多少？为什么？ 叉形钳形表漏磁稍大，但使用方便 用钳形表测量 电动机的相电流 6.1 霍尔元件的基本工作原理 6.2 霍尔元件的基本结构和主要技术指标 6.3 霍尔元件的测量电路 6.4 霍尔式传感器应用举例