《现代检测技术》-3.6.ppt

最大激励电流IM 由于霍尔电势随激励电流增大而增大，故在应用中总希望选用较大的激励电流。但激励电流增大，霍尔元件的功耗增大，元件的温度升高，从而引起霍尔电势的温漂增大，因此每种型号的元件均规定了相应的最大激励电流，它的数值从几毫安至十几毫安。 3.6.1 霍尔元件的工作原理及特性 * * 3.6.2 霍尔集成电路 霍尔集成电路可分为线性型和开关型两大类。 线性型集成电路是将霍尔元件和恒流源、线性差动放大器等做在一个芯片上,输出电压为伏级，比直接使用霍尔元件方便得多。较典型的线性型霍尔器件如UGN3501等。 线性型三端 霍尔集成电路 线性型集成电路 * * 线性型霍尔特性 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。 具有双端差动输出特性的线性霍尔器件的输出特性曲线。 3.6.2 霍尔集成电路 * * 开关型霍尔集成电路 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。 3.6.2 霍尔集成电路 * * 开关型霍尔集成电路的外形及内部电路 OC门 施密特 触发电路 双端输入、 单端输出运放 霍尔 元件 . Vcc 3.6.2 霍尔集成电路 * * 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. 3.6.2 霍尔集成电路 * * ? * * 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。 当磁铁从远到近地接近霍尔IC，到多少特斯拉时输出翻转？当磁铁从近到远地远离霍尔IC，到多少特斯拉时输出再次翻转？回差为多少特斯拉？ 3.6.2 霍尔集成电路 * * 3.6.3 霍尔传感器的应用 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。 * * 霍尔高斯计（特斯拉计）的使用 霍尔元件 磁铁 3.6.3 霍尔传感器的应用 * * 霍尔传感器用于测量磁场强度 霍尔元件 测量铁心气隙的B值 3.6.3 霍尔传感器的应用 * * 霍尔转速表 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。 S N 线性霍尔 磁铁 3.6.3 霍尔传感器的应用 * * 霍尔转速表原理 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。 3.6.3 霍尔传感器的应用 * * 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 钢质 霍尔 3.6.3 霍尔传感器的应用 * * 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。 霍尔元件 磁铁 3.6.3 霍尔传感器的应用 * * 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。 3.6.3 霍尔传感器的应用 * * 霍尔式接近开关 用霍尔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。 3.6.3 霍尔传感器的应用 * * 霍尔式接近开关用于转速测量演示 软铁分流翼片 开关型霍尔IC T 3.6.3 霍尔传感器的应用 * * 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。 3.6.3 霍尔传感器的应用 * * 霍尔电流传感器演示 铁心 线性霍尔IC