霍尔传感器可以直接测量(霍尔式传感器可以测量)

海潮机械 2023-01-14 19:24 编辑:admin 292阅读

1. 霍尔式传感器可以测量

霍尔器件是一种对磁场强度起反应的小型器件,只要它附近的磁场有变化它就有反应并输出相应的电压或脉冲电压(开关型霍尔器件)。 在用霍尔传感器测量直流电动机的转速时,将一个小磁铁块固定在电机的转子上,将霍尔传感器(开关型)靠近小磁铁附近,当电机转动以后,磁铁会以一定的周期靠近传感器一次,这样霍尔传感器将输出一个高电平,当小磁铁远离传感器时,传感器输出一个低电平。将这个脉冲送到单片机内部定时器,计算出脉冲一个周期的时间,就可以算出电机的转速。

霍尔传感器三个脚测量方式:

霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。

(一)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。

(二)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。

2. 霍尔式传感器可以测量哪些物理量

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。

3. 霍尔式传感器测量电流设计

霍尔电流传感器可以测量各种类型的电流,从直流电到几十千赫兹的交流电,其所依据的工作原理主要是霍尔效应原理。它有两种工作方式,即磁平衡式和直式。霍尔电流传感器一般由原边电路、聚磁环、霍尔器件、(次级线圈)和放大电路等组成。

  直放式电流传感器(开环式):众所周知,当电流通过一根长导线时,在导线周围将产生一磁场,这一磁场的大小与流过导线的电流成正比,它可以通过磁芯聚集感应到霍尔器件上并使其有一信号输出。这一信号经信号放大器放大后直接输出,一般的额定输出标定为4V。

  磁平衡式电流传感器(闭环式):磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器,即主回路被测电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈,电流所产生的磁场进行补偿,从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。当原边导线经过电流传感器时,原边电流IP会产生磁力线,原边磁力线集中在磁芯气隙周围,内置在磁芯气隙中的霍尔电片可产生和原边磁力线成正比的,大小仅为几毫伏的感应电压,通过后续电子电路可把这个微小的信号转变成副边电流IS,并存在以下关系式: IS* NS= IP*NP。(其中,IS—副边电流;IP—原边电流;NP—原边线圈匝数;NS—副边线圈匝数;NP/NS—匝数比,一般取NP=1。)

  磁平衡式电流传感器的具体工作过程为:当主回路有一电流通过时,在导线上产生的磁场被聚磁环聚集并感应到霍尔器件上, 所产生的信号输出用于驱动相应的功率管并使其导通,从而获得一个补偿电流Is。 这一电流再通过多匝绕组产生磁场 ,该磁场与被测电流产生的磁场正好相反,因而补偿了原来的磁场, 使霍尔器件的输出逐渐减小。当与Ip与匝数相乘 所产生的磁场相等时,Is不再增加,这时的霍尔器件起指示零磁通的作用 ,此时可以通过Is来平衡。被测电流的任何变化都会破坏这一平衡。

  一旦磁场失去平衡,霍尔器件就有信号输出。经功率放大后,立即就有相应的电流流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿。从磁场失衡到再次平衡,所需的时间理论上不到1μs,这是一个动态平衡的过程。

4. 霍尔式传感器可以测量加速度吗

磁敏式传感器是通过磁电作用将被测量(如振动、位移、转速等)转换成电信号的一种传感器。磁电感应式传感器也称为电动式传感器或感应式传感器。磁电感应式传感器是利用导体和磁场发生相对运动产生电动式的,它不需要辅助电源就能把被测对象的机械量转换成易于测量的电信号,是有源传感器。 电感式传感器是利用电磁感应原理将被测非电量如位移、压力、流量、、重量、振动等转换成线圈自感量L或互感量M的变化,再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出的装置。

  磁电式传感器有基于电磁感应的磁电式传感器和霍尔式传感器。霍尔式传感器和电感式传感器从形体上到原理上都无相似之处。电磁感应的磁电式传感器和电感的相似点是都有线圈。不同点是,基于电磁感应的磁电式传感器磁路有永磁体,而电感的磁路中没有永磁体,由此产生原理上和应用上都有不同。

  电感式传感器的特点是:①无活动触点、可靠度高、寿命长;②分辨率高;③灵敏度高;④线性度高、重复性好;⑤测量范围宽(测量范围大时分辨率低);⑥无输入时有零位输出电压,引起测量误差;⑦对激励电源的频率和幅值稳定性要求较高;⑧不适用于高频动态测量。电感式传感器主要用于位移测量和可以转换成位移变化的机械量(如力、张力、压力、压差、加速度、振动、应变、流量、厚度、液位、比重、转矩等)的测量。常用电感式传感器有变间隙型、变面积型和螺管插铁型。在实际应用中,这三种传感器多制成差动式,以便提高线性度和减小电磁吸力所造成的附加误差。

5. 霍尔式传感器可以测量电流吗

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(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。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。

霍尔传感器的特点:(与普通互感器比较)  

 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完全电绝缘,绝缘电压一般为2KV至12KV,特殊要求可达20KV至50KV。  

 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。而普通互感器一般精度为3%至5%且适合50Hz正弦波形。

  4、 线性度好:优于0.1%。

  5、 动态性能好:响应时间小于1μs,跟踪速度di/dt高于50A/μs。   

6、 霍尔传感器模块这种优异的动态性能为提高现代控制系统的性能提供了关键的基础。与此相比普通的互感器响应时间为10-12ms,它已不能适应工作控制系统发展的需要。  

 7、 工作频带宽:在0-100kHz频率范围内精度为1%。在0-5kHz频率范围内精度为0.5%。  

 8、 测量范围:霍尔传感器模块为系统产品,电流测量可达50KA,电压测量可达6400V。   

9、 过载能力强:当原边电流超负荷,模块达到饱和,可自动保护,即使过载电流是额定值的20倍时,模块也不会损坏。   10、 模块尺寸小,重量轻,易于安装,它在系统中不会带来任何损失。   11、 模块的初级与次级之间的“电容”是很弱的,在很多应用中,共模电压的各种影响通常可以忽略,当达到几千伏/μs的高压变化时,模块有自身屏蔽作用。   

12、 模块的高灵敏度,使之能够区分在“高分量”上的弱信号,例如:在几百安的直流分量上区分出几毫安的交流分量。   

13、 可靠性高:失效率 λ = 0.43 x 10-6 /小时。   

14、 抗外磁场干扰能力强:在距模块5-10cm处有一个两倍于工作电流(2Ip)的电流所产生的磁场干扰而引起的误差小于0.5%,这对大多数应用,抗外磁场干扰是足够的,但对很强磁场的干扰要采取适当的措施。

6. 霍尔式传感器可以测量什么

  测速装置在控制系统中占据重要地位,能够精确的掌握电机的运转速度,才能更好更安全的进行调速控制。此设计是一种基于霍尔传感器的速度测量仪器,不仅成本低,精度高,可用于测量电机转速,实现汽车超速报警等,而且稍加改动便可实现磁场测量等拓展功能。霍尔式传感器结构简单,体积小,坚固,频率响应宽,动态范围(输出电势的变化)大,无触点,使用寿命长,可靠性高,易微型化和集成电路化,因此在测量技术、自动控制、电磁测量、计算装置以及现代军事技术等领域中得到广泛应用。

  关于霍尔传感器在测速仪中作用这个问题,传感器专家网就为大家分析到这里吧!霍尔传感器的应用,不仅提高了测速仪的精准度,而且让其的使用范围也越来越广泛。

7. 霍尔式传感器可以测量电压吗

霍尔传感器是基于霍尔效应的一种传感器。1879年美国物理学家霍尔首先在金属材料中发现了霍尔效应,但是由于金属材料的霍尔效应太弱而没有得到应用。

随着半导体技术的发展,开始用半导体材料制作霍尔元件,由于他的霍尔效应显著而得到应用和发展。

霍尔传感器是一种当交变磁场经过时产生输出电压脉冲的传感器。脉冲的幅度是由激励磁场的场强决定的。因此,霍尔传感器不需要外界电源供电。 应用范围:

1.电子式水表、气表、电表和远程抄表系统2.控制设备中传送速度的测量3.无刷直流电机的旋转和速度控制4.在工程中测量转动速度和其他机械上的自动化应用5.转速仪、速度表以及其他转子式计量装置