霍尔传感器在各大领域的应用

文章来源: 贤集网       发布时间:2017-01-11
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一、霍尔传感器在各大领域的应用


按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性,后者是检测受检对象上人为设置的磁场,用这个磁场来作被检测的信息的载体,通过它,将许多非电、非磁的物理量。例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等,转变成电量来进行检测和控制。


(一)线性型霍尔传感器主要用于一些物理量的测量。


1、电流传感器:  


霍尔传感器在各大领域的应用


由于通电螺线管内部存在磁场,其大小与导线中的电流成正比,故可以利用霍尔传感器测量出磁场,从而确定导线中电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不与被测电路发生电接触,不影响被测电路,不消耗被测电源的功率,特别适合于大电流传感。


霍尔电流传感器工作原理如图所示:


霍尔传感器在各大领域的应用


标准圆环铁芯有一个缺口,将霍尔传感器插入缺口中,圆环上绕有线圈,当电流通过线圈时产生磁场,则霍尔传感器有信号输出。


2、位移测量: 


如图所示:


霍尔传感器在各大领域的应用


两块永久磁铁同极性相对放置,将线性型霍尔传感器置于中间,其磁感应强度为零,这个点可作为位移的零点,当霍尔传感器在Z轴上作△Z位移时,传感器有一个电压输出,电压大小与位移距离大小成正比。如果把拉力、压力等参数变成位移距离,便可测出拉力及压力的大小,如下图所示,是按这一原理制成的力矩传感器。


霍尔传感器在各大领域的应用


(二)开关型霍尔传感器主要用于测转数、转速、风速、流速、接近开关、关门告知器、报警器、自动控制电路等。


1、测转速或转数


如下图所示:


霍尔传感器在各大领域的应用


在非磁性材料的圆盘边上粘一块磁钢,霍尔传感器放在靠近圆盘边缘处,圆盘旋转一周,霍尔传感器就输出一个脉冲,从而可测出转数(计数器),若接入频率计,便可测出转速。如果把开关型霍尔传感器按预定位置有规律地布置在轨道上,当装在运动车辆上的永磁体经过它时,可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号的分布可以测出车辆的运动速度。


2、各种实用电路


开关型霍尔传感器尺寸小、工作电压范围宽,工作可靠,价格便宜,因此获得极为广泛的应用。下面列举一个实例说明:


汽车车门状态显示:


霍尔传感器在各大领域的应用


现在汽车一般都有该功能了。这里使用了霍尔传感器,只要再配置一块小永久磁铁就很容易做成车门是否关好的指示器,配置电路示意如下:


霍尔传感器在各大领域的应用


三片开关型霍尔传感器分别装在汽车的四个门框上,在车门适当位置各固定一块磁钢,当车门开着时,磁钢远离霍尔开关,输出端为高电平。若四个门中有一个未关好,则或非门输出为低电平,红灯亮,表示还有门未关好,若三个门都关好,则或非门输出为高电平,绿灯亮,表示车门关好,司机可放心开车。


二、霍尔传感器展望


霍尔传感器在中国市场增长率为两位数,在我们的日常生活中,霍尔传感器被广泛应用。例如,在翻盖或是滑盖的手机中,用来检测手机盖翻开或是滑动的器件就是霍尔传感器;再如,在电脑键盘上,实现光标移动的滚动键就是由霍尔传感器组成的;还有,在汽车变速箱、电动门窗等需要电机的部件中也有霍尔传感器应用。我们在每天的生活中都在与霍尔传感器打交道。


霍尔传感器应用的领域不同,因此各个市场对它的要求也不尽相同。手机市场对霍尔传感器的主要要求包括尺寸、功耗和可调节的阈值。在工业和汽车应用方面,霍尔传感器首先要满足工业或汽车认证对器件的要求,例如安全性、稳定性和温度范围要达到相应的级别。随着这些终端应用产品的不断发展,霍尔传感器也呈现微型化、高集成化、高灵敏度、耐温性发展。

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