霍尔角度传感器原理(霍尔角度传感器原理及特性曲线)

海潮机械 2022-12-23 10:51 编辑:admin 251阅读

1. 霍尔角度传感器原理及特性曲线

配合手机套用的 关盖熄屏 霍尔传感器的用途很广,我们不妨从其原理出发,分析一下,霍尔传感器可以用于哪些物理量的测量。 霍尔效应由物理学家霍尔发现,可以描述如下: 当电流通过一个位于磁场中的导体的时候,磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力,从而在导体的两端产生电势差。 霍尔效应的原理可用下述公式概括: E=KBIcosθ。 上式中: E为霍尔效应电压 K为霍尔器件的灵敏度,是常数 I是霍尔器件的工作电流 B是外部磁场的磁感应强度 θ为I与B的垂直角度的偏差 显然,I、B、θ三个物理量中,固定任意两个,剩下一个就是被测量。 因此,霍尔传感器可以直接用于测量电流、磁感应强度、磁场方向(角度)。

霍尔传感器用于转速测量,实际上就是固定电流,通过检测霍尔电压的大小判断磁钢与霍尔器件是否接近。

2. 霍尔线性传感器工作原理及应用

霍尔效应在1879年被E.H. 霍尔发现,它定义了磁场和感应电压之间的关系,这种效应和传统的感应效果完全不同。当电流通过一个位于磁场中的导体的时候,磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力,从而在导体的两端产生电压差。

霍尔传感器分为开关型和线性两种,两者区别一方面在于霍尔片的线性度,另一方面在于应用的不同。

开关型霍尔传感器主要用于接近开关或转速传感器等,线性霍尔通常用于霍尔电流传感器或用于测量磁感应强度。下面以霍尔电流传感器为例简要阐述其工作原理:

霍尔电流传感器是利用霍尔效应将一次大电流变换为二次微小电压信号的传感器。实际设计的霍尔传感器往往通过运算放大器等电路,将微弱的电压信号放大为标准电压或电流信号。

上述原理制作而成的霍尔电流传感器,被称为【开环式霍尔电流传感器】。

后人为了提高传感器性能,又稍作了改造,就是利用一个补偿绕组产生磁场,通过闭环控制,使其与被测电流产生的磁场大小相等,方向相反,达到互相抵消的效果,此时,补偿绕组中的电流正比与被测电流的大小,这种传感器,被称为【闭环式或磁平衡式霍尔电流传感器】。

3. 霍尔传感器角度测量的工作原理

霍尔效应的原理可用下述公式概括: E=KBIcosθ。

θ为I与B的垂直角度的偏差。

利用这个原理,通过测量或计算获得E、B、I,由公式可推出角度θ。

4. 霍尔传感器特性分析

没有其它霍尔传感器怎么测量好坏,只有以下答案。

使用万用表检测霍尔传感器的电压来判断它的好坏。可以将霍尔传感器从电机上拆下来,然后将其电压输出端与万用表相连接。准备一个小磁铁,靠近霍尔传感器,然后观察万用表上的数字,如果万用表上的电压出现下降的趋势(可以分别调整磁铁的磁极来测验),那么,说明霍尔传感器是好的,如果数字不变,则表明霍尔传感器是坏的。

2.

通过使用无刷电动车综合检测仪来测量霍尔传感器的好坏。将无刷电动车综合检测仪和霍尔传感器连接,然后用手转动车把,可以看到无刷电动车综合检测仪第二排的指示灯交替闪烁,那么表明霍尔传感器是好的。如果第二排的指示灯有不亮的或者有一直亮的,那么,说明霍尔传感器是坏的。

5. 霍尔传感器实验曲线

如果是Multimeter的显示器的话,可以按照以下步骤改变线条颜色。在Multimeter的界面,选择View菜单,选中Plot Browser,就会在右边出现所画的曲线的名称和线条的颜色,双击要更改的线条,就会在界面的下面出现一些提示,根据自己的要求可以进行更改。如果是Scope的显示器,这个我也不知道怎么改。

如果是改变仿真的原理框图的线条颜色,我只知道一个信号线的颜色变化,如下:Format→Port/signal Display→Sample Time Color。

我是刚学的,现在只知道这些,希望对你有用。

6. 霍尔角位移传感器原理

霍尔传感器可以作为开关传感器或者线性传感器。

1、霍尔传感器介绍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(A.H.Hall,1855—1938)于1879年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,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。

2、分类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。

3、优点I、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;II、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;III、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;IV、线性度好:优于0.1%4、用途I、位移测量: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,电压大小与位移大小成正比。II、力测量:如果把拉力、压力等参数变成位移,便可测出拉力及压力的大小,按这一原理可制成的力传感器。III、角速度测量: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。

7. 霍尔传感器的特性曲线

开关型灵敏度指的是他的磁开启/关闭窗口,即要多大的磁场才能使霍尔导通,这个值越小灵敏度越高

线性的灵敏度是指磁场每变化一个单位其输出电压变化的值,这个值越大灵敏度越高

具体到器件决定灵敏度的是IC内部的放大器

8. 霍尔式角度传感器原理

相位角指的是无刷电机各线圈在一个通电周期中,线圈内电流方向改变的角度。无刷电机接霍尔元件的电角度可分为60度和120度两种。一般60°相角电机的三个霍耳元件的摆放位置是平行的。而120°相角电机,三个霍耳元件中间的一个霍耳元件是呈翻转180°位置摆放的。

一般情况下,60°和120°相位角的电动机必须由与之相对应的60°和120°相位角的控制器来控制,不能用60°相位角的控制器来驱动120°相位角的电动机,也不能用120°相位角的控制器来驱动60°相位角的电动机

9. 霍尔开关传感器输出特性曲线

按照霍尔开关的感应方式可将它们分为:单极性霍尔开关、双极性霍尔开关、全极性霍尔开关。

单极性霍尔开关的感应方式:磁场的一个磁极靠近它,输出低电位电压(低电平)或关的信号,磁场磁极离开它输出高电位电压(高电平)或开的信号,但要注意的是,单极性霍尔开关它会指定某磁极感应才有效,一般是正面感应磁场S极,反面感应N极。

双极性霍尔开关的感应方式:因为磁场有两个磁极N、S(正磁或负磁),所以两个磁极分别控制双极性霍尔开关的开和关(高低电平),它一般具有锁定的作用,也就是说当磁极离开后,霍尔输出信号不发生改变,直到另一个磁极感应。另外,双极性霍尔开关的初始状态是随机输出,有可能是高电平,也有可能是低电平。

全极性霍尔开关的感应方式:全极性霍尔开关的感应方式与单极性霍尔开关的感应方式相似,区别在于,单极性霍尔开关会指定磁极,而全极性霍尔开关不会指定磁极,任何磁极靠近输出低电平信号,离开输出高电平信号。

线性霍尔

线性霍尔元件是一种模拟信号输出的磁感测器,输出电压随输入的磁力密度线性变化。

线性霍尔效应感测器 IC 的电压输出会精确跟踪磁通密度的变化。在静态(无磁场)时,从理论上讲,输出应等于在工作电压及工作温度范围内的电源电压的一半。增加南极磁场将增加来自其静态电压的电压。相反,增加北极磁场将增加来自其静态电压的电压。这些部件可测量电流的角、接近性、运动及磁通量。它们能够以磁力驱动的方式反映机械事件。

线性霍尔元件是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性,一般应用于调速,测电压、电流、功率、厚度、线圈匝数等等。