霍尔水位传感器(霍尔水位传感器制作)

海潮机械 2023-01-15 01:51 编辑:admin 172阅读

1. 霍尔水位传感器制作

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。

2. 霍尔水位传感器工作原理

霍尔效应是电磁效应的一种, 当电流垂直于外磁场通过半导体时,载流子发生偏转,垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场,从而在半导体的两端产生电势差,这一现象就是霍尔效应,这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔效应使用左手定则判断。

霍尔器件通过检测磁场变化,转变为电信号输出,可用于监视和测量汽车各部件运行参数的变化。例如位置、位移、角度、角速度、转速等等,并可将这些变量进行二次变换;可测量压力、质量、液位、流速、流量等。霍尔器件输出量直接与电控单元接口,可实现自动检测。

现在的霍尔器件都可承受一定的振动,可在零下40摄氏度到零上150摄氏度范围内工作,全部密封不受水油污染,完全能够适应汽车的恶劣工作环境。

3. 霍尔水位传感器制作方法

1.电阻式传感器

电阻式传感器是将被测量,如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。

2.变频功率传感器

变频功率传感器通过对输入的电压、电流信号进行交流采样,再将采样值通过电缆、光纤等传输系统与数字量输入二次仪表相连,数字量输入二次仪表对电压、电流的采样值进行运算,可以获取电压有效值、电流有效值、基波电压、基波电流、谐波电压、谐波电流、有功功率、基波功率、谐波功率等参数。

3.称重传感器

称重传感器是一种能够将重力转变为电信号的力→电转换装置,是电子衡器的一个关键部件。

4.电阻应变式传感器

传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械形变,从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类,金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。

5.压阻式

压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件,扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时,各电阻值将发生变化,电桥就会产生相应的不平衡输出。

6.热电阻传感器

热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,此外,已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。

7.激光传感器

利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表,它的优点是能实现无接触远距离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰能力强等。

8.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,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。

9.温度传感器

(1)室温管温传感器:室温传感器用于测量室内和室外的环境温度,管温传感器用于测量蒸发器和冷凝器的管壁温度。室温传感器和管温传感器的形状不同,但温度特性基本一致。

(2)排气温度传感器:排气温度传感器用于测量压缩机顶部的排气温度,常数B值为3950K±3%,基准电阻为90℃对应电阻5KΩ±3%。

(3)模块温度传感器:模块温度传感器用于测量变频模块(IGBT或IPM)的温度,用的感温头的型号是602F-3500F,基准电阻为25℃对应电阻6KΩ±1%。

10.无线温度传感器

无线温度传感器将控制对象的温度参数变成电信号,并对接收终端发送无线信号,对系统实行检测、调节和控制。可直接安装在一般工业热电阻、热电偶的接线盒内,与现场传感元件构成一体化结构。

11.智能传感器

智能传感器是具有信息处理功能的传感器。智能传感器带有微处理机,具有采集、处理、交换信息的能力,是传感器集成化与微处理机相结合的产物。

12.光敏传感器

光敏传感器是最常见的传感器之一,它的种类繁多,主要有:光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。

13.生物传感器

生物传感器是用生物活性材料(酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等)与物理化学换能器有机结合的一门交叉学科,是发展生物技术必不可少的一种先进的检测方法与监控方法,也是物质分子水平的快速、微量分析方法。

14.视觉传感器

视觉传感器具有从一整幅图像捕获光线的数以千计的像素。图像的清晰和细腻程度通常用分辨率来衡量,以像素数量表示。

15.位移传感器

位移传感器又称为线性传感器,把位移转换为电量的传感器。位移传感器是一种属于金属感应的线性器件,传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量它分为电感式位移传感器,电容式位移传感器,光电式位移传感器,超声波式位移传感器,霍尔式位移传感器。

16.压力传感器

压力传感器引是工业实践中最为常用的一种传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

17.超声波测距离传感器

超声波测距离传感器采用超声波回波测距原理,运用精确的时差测量技术,检测传感器与目标物之间的距离,采用小角度,小盲区超声波传感器,具有测量准确,无接触,防水,防腐蚀,低成本等优点,可应于液位,物位检测,特有的液位,料位检测方式,可保证在液面有泡沫或大的晃动,不易检测到回波的情况下有稳定的输出,应用行业:液位,物位,料位检测,工业过程控制等。

18.24GHz雷达传感器

24GHz雷达传感器采用高频微波来测量物体运动速度、距离、运动方向、方位角度信息,采用平面微带天线设计,具有体积小、质量轻、灵敏度高、稳定强等特点,广泛运用于智能交通、工业控制、安防、体育运动、智能家居等行业。

19.一体化温度传感器

一体化温度传感器一般由测温探头(热电偶或热电阻传感器)和两线制固体电子单元组成。采用固体模块形式将测温探头直接安装在接线盒内,从而形成一体化的传感器。一体化温度传感器一般分为热电阻和热电偶型两种类型。

20.液位传感器

液位传感器(静压液位计/液位变送器/液位传感器/水位传感器)是一种测量液位的压力传感器。

21.真空度传感器

真空度传感器,采用先进的硅微机械加工技术生产,以集成硅压阻力敏元件作为传感器的核心元件制成的绝对压力变送器,由于采用硅-硅直接键合或硅-派勒克斯玻璃静电键合形成的真空参考压力腔,及一系列无应力封装技术及精密温度补偿技术,因而具有稳定性优良、精度高的突出优点,适用于各种情况下绝对压力的测量与控制。

22.电容式物位传感器

电容式物位传感器适用于工业企业在生产过程中进行测量和控制生产过程,主要用作类导电与非导电介质的液体液位或粉粒状固体料位的远距离连续测量和指示。

23.锑电极酸度传感器

锑电极酸度传感器是集PH检测、自动清洗、电信号转换为一体的工业在线分析仪表,它是由锑电极与参考电极组成的PH值测量系统。在被测酸性溶液中,由于锑电极表面会生成三氧化二锑氧化层,这样在金属锑面与三氧化二锑之间会形成电位差。

24.酸碱盐传感器

酸、碱、盐浓度传感器通过测量溶液电导值来确定浓度。它可以在线连续检测工业过程中酸、碱、盐在水溶液中的浓度含量。

25.电导传感器

电导率传感器,是在实验室、工业生产和探测领域里被用来测量超纯水、纯水、饮用水、污水等各种溶液的电导性或水标本整体离子的浓度的传感器。它是通过测量溶液的电导值来间接测量离子浓度的流程仪表(一体化传感器),可在线连续检测工业过程中水溶液的电导率。

4. 霍尔水位传感器制作流程

OH49E 线性霍尔集成电路

概述:

型号:OH49E 工作温度:-40~100℃ 封装形式:TO-92S 包装:1000只/包

概述:OH49E 是一块大电流负载, 高灵敏度线性霍尔效应集成电路,输出电压随着磁通密度的变化而变化,能检测出细微的磁场变化情况。它可应用于测量物体的运动、距离,位置传感器等方面,也适合在环境恶劣或污染严重的条件下使用。

产品特点

•线性度好,功耗低,灵敏度高(3.0mV/GS)

•输出阻抗低

•工作电压在2.3V-10V

•SIP-3L (TO92S)封装

典型应用

•磁读器

•电流检测

•电机控制

•位置检测

•液位传感

•重量传感

•振动传感器

•黑色金属探测器

•电动自行车调速器

•其他检测磁场的应用。

极限参数

工作电压VCC···············10V

输出电流IO····························. 10mA

工作环境温度TA ······················ -40~100℃

贮存温度范围TS ·························-50~150℃

5. 霍尔传感器水位控制系统设计

液位传感器顾名思义就是一种测量液体位置的传感器,它可以将位的高度转化为电信号的形式进行输出。下面我们来看看液位传感器的工作原理是什么?液位传感器的介绍液位传感器(静压液位计/液位变送器/液位传感器/水位传感器)是一种测量液位的压力传感器。静压投入式液位变送器(液位计)是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理,采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器,将静压转换为电信号,再经过温度补偿和线性修正,转化成标准电信号(一般为4~20mA/1~5VDC)。液位传感器包括浮子、磁铁、支架、线性输出的霍尔元件传感器、放大电路,霍尔元件传感器设置在支架的上部,磁铁设置在霍尔元件传感器的下方,磁铁与浮子连接;霍尔元件传感器的输出端通过放大电路与显示仪表的输入端连接。液位传感器工作原理用静压测量原理:当液位变送器投入到被测液体中某一深度时,传感器迎液面受到的压力公式为:Ρ = ρ .g.H + Po式中:P :变送器迎液面所受压力ρ:被测液体密度g :当地重力加速度Po :液面上大气压H :变送器投入液体的深度同时,通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔,再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连,以抵消传感器背面的 Po ,使传感器测得压力为:ρ .g.H ,显然 , 通过测取压力 P ,可以得到液位深度。

6. 霍尔传感器原理图

编码器与霍尔传感器均是对电流进行分析,将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号。霍尔电流传感器基于磁平衡式霍尔原理,根据霍尔效应原理,从霍尔元件的控制电流端通入电流Ic;

并在霍尔 元件平面的法线方向上施加磁感应强度为B的磁场,那么在垂直于电流和磁场方向(即霍尔输出端 之间),将产生一个电势VH,称 其为霍尔电势,其大小正比于控 制电流。

编码器与霍尔传感器有3点不同:

一、两者的原理不同:

1、编码器的原理:由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度),将C、D信号反向,叠加在A、B两相上,可增强稳定信号;另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。

2、霍尔传感器的原理:磁场中有一个霍尔半导体片,恒定电流I从A到B通过该片。在洛仑兹力的作用下,I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移,使该片在CD方向上产生电位差,这就是所谓的霍尔电压。

霍尔电压随磁场强度的变化而变化,磁场越强,电压越高,磁场越弱,电压越低,霍尔电压值很小,通常只有几个毫伏,但经集成电路中的放大器放大,就能使该电压放大到足以输出较强的信号。

二、两者的概述不同:

1、编码器的概述:编码器是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号,前者称为码盘,后者称为码尺。

2、霍尔传感器的概述:霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。

三、两者的主要作用不同:

1、编码器的组要作用:

一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器,这些脉冲能用来控制角位移,如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起,也可用于测量直线位移。

2、霍尔传感器的主要作用:

(1)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。

(2)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。

(3)线速度测量: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。

7. 水流霍尔传感器

水流传感器可以通过对水流量的感应而输出脉冲信号或电流、电压等信号,主要和控制芯片、单片机,甚至PLC配合使用。水流量传感器是利用霍尔元件的霍尔效应来测量磁性物理量。当水流经水流量传感器时,磁性转子转动,并且转速随着流量成线性变化。

         热水器水流传感器的作用:

         1、装在热水器的进水端用于测量进水流量,避免燃气热水器在使用过程中出现夏暖冬凉的现象。

         2、水流量传感器从根本上解决了压差式水气联动阀启动水压高以及翻板式水阀易误动作而出现干烧的现象。水流传感器可以通过对水流量的感应而输出脉冲信号或电流、电压等信号,主要和控制芯片、单片机,甚至PLC配合使用。

         水流量传感器是利用霍尔元件的霍尔效应来测量磁性物理量。当水流经水流量传感器时,磁性转子转动,并且转速随着流量成线性变化。

8. 霍尔位置传感器原理

霍尔速度传感器是一类基于霍尔效应的磁电传感器,具有对磁场灵敏度高、输出信号比较稳定、频率响应高、抗电磁干扰能力强、构造简单、使用方便等特点。它主要是由特定磁极对数的永久磁铁(一般为4或8对)、霍尔元件、旋转机构及输入/输出插件等组成。霍尔速度传感器主要电气性能参数包括:输出信号高电压、低电压、占空比、周期、上升时间、下降时间、周期脉冲数等,为了保证产品的特性可靠性,必须在出厂前对这些参数进行定量测试。

其工作原理是当传感器的旋转机构在外驱动作用下旋转时,会拉动永久磁铁旋转,穿过霍尔元件的磁场将产生周期性变化,引起霍尔元件输出电压变化,通过后续电路处理形成比较稳定的脉冲电压信号,当做车速传感器的输出信号。