基于霍尔传感器的毕业论文

1.霍尔传感器是如何应用霍尔传感器的特性实现正负电平转换的

霍尔传感器的基本原理是基于霍尔效应。霍尔效应是指,通过电流的导体在垂直于电流方向的磁场作用下,在导体的与电流及磁场均垂直的方向上产生电势差。这个电势差与电流大小及磁感应强度均成正比。

固定导体流过的电流,利用被测电流或电压(实际是电压信号产生的电流)信号通过线圈产生磁场,测量出固定电流导体垂直方向上的电动势,就可反应磁感应强度的大小,进而得出通过线圈的电流或线圈两端的电压。

上述描述中,霍尔传感器输出的电动势,正比于通过线圈的电流或线圈两端的电压,包括正负极性,也能跟随。

2.霍尔传感器的作用

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器,霍尔传感器能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。

霍尔器件具有许多优点,它们的结构牢固,体积小,重量轻,寿命长,安装方便,功耗小,频率高(可达1MHZ),耐震动,不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。

霍尔线性器件的精度高、线性度好;霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高(可达μm级)。取用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽,可达-55℃~150℃。

霍尔集成电路的输出电压的变化,能表示出叶轮驱动轴的某一位置,利用这一工作原理,可将霍尔集成电路片用作用点火正时传感器。霍尔效应传感器属于被动型传感器,它要有外加电源才能工作,这一特点使它能检测转速低的运转情况。

扩展资料:

霍尔传感器的优点有:

1、霍尔传感器可以测量任意波形的电流和电压,如:直流、交流、脉冲波形等,甚至对瞬态峰值的测量。副边电流忠实地反应原边电流的波形。而普通互感器则是无法与其比拟的,它一般只适用于测量50Hz正弦波;

2、原边电路与副边电路之间有良好的电气隔离,隔离电压可达9600Vrms;

3、精度高:在工作温度区内精度优于1%,该精度适合于任何波形的测量;

4、线性度好:优于0.1%;

5、宽带宽:高带宽的电流传感器上升时间可小于1μs;但是,电压传感器带宽较窄,一般在15kHz以内,6400Vrms的高压电压传感器上升时间约500uS,带宽约700Hz。

参考资料来源:搜狗百科—霍尔传感器

3.霍尔传感器

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。

霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,简称霍尔传感器。

广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。

通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。

(一)开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器,斯密特触发器和输出级组成,它输出数字量。开关型霍尔传感器还有一种特殊的形式,称为锁键型霍尔传感器。

(二)线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成,它输出模拟量。线性霍尔传感器又可分为开环式和闭环式。

闭环式霍尔传感器又称零磁通霍尔传感器。线性霍尔传感器主要用于交直流电流和电压测量。

4.霍尔传感器的应用

霍尔传感器技术应用于汽车工业

霍尔传感器技术在汽车工业中有着广泛的应用,包括动力、车身控制、牵引力控制以及防抱死制动系统。为了满足不同系统的需要,霍尔传感器有开关式、模拟式和数字式传感器三种形式。

霍尔传感器可以采用金属和半导体等制成,效应质量的改变取决于导体的材料,材料会直接影响流过传感器的正离子和电子。制造霍尔元件时,汽车工业通常使用三种半导体材料,即砷化镓、锑化铟以及砷化铟。最常用的半导体材料当属砷化铟。

霍尔传感器的形式决定了放大电路的不同,其输出要适应所控制的装置。这个输出可能是模拟式,如加速位置传感器或节气门位置传感器,也可能是数字式。如曲轴或凸轮轴位置传感器。

当霍尔元件用于模拟式传感器时,这个传感器可以用于空调系统中的温度表或动力控制系统中的节气门位置传感器。霍尔元件与微分放大器连接,放大器与NPN晶体管连接。磁铁固定在旋转轴上,轴在旋转时,霍尔元件上的磁场加强。其产生的霍尔电压与磁场强度成比例。

当霍尔元件用于数字信号时,例如曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器或车速传感器,必须首先改变电路。霍尔元件与微分放大器连接,微分放大器与施密特触发器连接。在这种配置中。传感器输出一个开或关的信号。在多数汽车电路中,霍尔传感器是电流吸收器或者使信号电路接地。要完成这项工作,需要一个NPN晶体管与施密特触发器的输出连接。磁场穿过霍尔元件,一个触发器轮上的叶片在磁场和霍尔元件之间通过。

霍尔传感器应用于出租车计价器

霍尔传感器在出租车计价器上的应用:通过安装在车轮上的霍尔传感器A44E检测到的信号,送到单片机,经处理计算,送给显示单元,这样便完成了里程计算。检测原理,P3.2口作为信号的输入端,内部采用外部中断0,车轮每转一圈(设车轮的周长是1 m),霍尔开关就检测并输出信号,引起单片机的中断,对脉冲计数,当计数达到1 000次时,也就是1 km,单片机就控制将金额自动增加。

每当霍尔传感器输出一个低电平信号就使单片机中断一次,当里程计数器对里程脉冲计满1 000次时,就有程序将当前总额累加,使微机进入里程计数中断服务程序中。在该程序中,需要完成当前行驶里程数和总额的累加操作,并将结果存入里程和总额寄存器中。

霍尔电流传感器在变频器中的应用

在有电流流过的导线周围会感生出磁场,再用霍尔器件检测由电流感生的磁场,即可测出产生这个磁场的电流的量值。由此就可以构成霍尔电流、电压传感器。因为霍尔器件的输出电压与加在它上面的磁感应强度以及流过其中的工作电流的乘积成比例,是一个具有乘法器功能的器件,并且可与各种逻辑电路直接接口,还可以直接驱动各种性质的负载。因为霍尔器件的应用原理简单,信号处理方便,器件本身又具有一系列的独特优点,所以在变频器中也发挥了非常重要的作用。

在变频器中,霍尔电流传感器的主要作用是保护昂贵的大功率晶体管。由于霍尔电流传感器的响应时间短于1μs,因此,出现过载短路时,在晶体管未达到极限温度之前即可切断电源,使晶体管得到可靠的保护。

霍尔电流传感器按其工作模式可分为直接测量式和零磁通式,在变频器中由于需要精准的控制及计算,因此选用了零磁通方式。将霍尔器件的输出电压进行放大,再经电流放大后,让这个电流通过补偿线圈,并令补偿线圈产生的磁场和被测电流产生的磁场方向相反,若满足条件IoN1=IsN2,则磁芯中的磁通为0,这时下式成立:

Io=Is(N2/N1)

式中,Io为被测电流,即磁芯中初级绕组中的电流,N1为初级绕组的匝数,Is为补偿绕组中的电流,N2为补偿绕组的匝数。由上式可知,达到磁平衡时,即可由Is及匝数比N2/N1得到Io。

霍尔电流传感器的特点是可以实现电流的“无电位”检测。即测量电路不必接入被测电路即可实现电流检测,它们靠磁场进行耦合。因此,检测电路的输入、输出电路是完全电隔离的。检测过程中,检测电路与被检电路互不影响。

5.霍尔传感器的作用与原理

1.霍尔效应与其物理现象的应用综述:

在磁场力作用下,在金属或通电半导体中将产生霍耳效应,其输出电压与磁场强度成正比。基于霍耳效应的霍耳传感器常用于测量磁场强度,其测量范围从10Oe到几千奥斯特。尽管人们早在1879年就知道了霍耳效应,但直到20世纪60年代末期,随着固态电子技术的发展,霍耳效应才开始被人们所应用。

自此,霍耳传感器也得到了飞速的发展,并在汽车、工业、计算机等行业中得到广泛应用,如齿轮速度检测、运动与接近检测及电流检测等。霍耳传感器的出现,解决了许多以往让人感到棘手的问题。

6.霍尔传感器的工作原理是什么

一、霍尔传感器原理- -霍尔效应

霍尔效应的电路示意图如下图所示,霍尔效应指的是:若在半导体薄片两端通以控制电流I,并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的均匀磁场,则在电流I和磁场B的垂直方向上将会产生电势差UH,UH=k*IB/d,其中k指的是霍尔系数,与半导体的大小及材料等因素有关,d指的是半导体薄片的厚度,我们将产生的电势差UH称为霍尔电压,将这种现象称之为霍尔效应。

二、霍尔传感器原理- -霍尔元件

随着霍尔效应的发现,人们逐步将半导体材料制成的元件称为霍尔元件,由于霍尔元件结构简单、敏感度高、频响范围宽、输出电压变化大、体积小、寿命长等诸多优点,在检测测量、自动化装置、计算机及信息技术等各领域中都有着广泛的应用。

三、霍尔传感器原理- -霍尔传感器

霍尔传感器是利用霍尔效应、使用霍尔元件制作出的一种磁场传感器,该传感器除霍尔元件外,一般还包括放大器电路、温度补偿电路、稳压电源电路等电路模块,现已广泛用于半导体材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等参数的检测。网页链接

四、霍尔传感器原理- -应用

以上对于霍尔效应、霍尔元件、霍尔传感器的讲解都较为抽象,下面我们结合现实生活来对霍尔传感器的应用进行说明。现在部分小伙伴使用的是一个叫做“小米”的手机,相信广大网友即使没用过也听说过吧,就在小米4的发布会上,还同时发布了一个智能翻盖保护套。这款保护套的特殊之处就是当你闭合保护套时,小米4自动进入休眠状态;而当你翻开保护套时,小米4自动进入使用状态,无需点任何按钮就可完成手机的唤醒——回归正题,此处手机对于保护套闭合或者翻开的感应就是通过霍尔传感器来完成的(此处有掌声。。。)。

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