高速霍尔传感器(霍尔式速度传感器)

海潮机械 2023-01-16 08:29 编辑:admin 186阅读

1. 霍尔式速度传感器

车子轮速传感器是磁敏电阻。磁敏电阻器的阻值随磁场的变化而变化,利用磁敏电阻器阻值的变化,可精确地测试出磁场的相对位移。电阻值随磁感应强度而变化的磁敏元件。它利用磁阻效应制成的,其阻值会随穿过它的磁通量密度的变化而变化。利用此原理,可精确地测试出磁场的相对位移。

2. 霍尔式速度传感器和磁电感应式速度相比各有哪些特点

1、外接插头线数量不一样

  霍尔传感器外接插头线有三根,其中两根为电源线,一根为信号线;磁电式传感器外接插头线有两根都为信号线。

  2、传感器类型划分不一样

  霍尔传感器为“有源”传感器,需要有电源外部供电;磁电式传感器为“无源”传感器,无需电源外部供电。

  3、工作原理不一样

  磁电传感器是利用电磁感应原理,将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器,不需要辅助电源,就能把被测对象的机械能转换成易于测量的电信号;

  霍尔传感器是利用霍尔效应原理,洛仑兹力的作用下,偏置电流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,产生霍尔电压,需要辅助电源才能正常工作。

  4、优缺点不一样

  磁电式传感器的优缺点: 磁电式轮速传感器结构简单成本低,但存在下述缺点:一是其输出信号的幅值随转速的变化而变化。若车速过慢,其输出信号低于1V,电控单元就无法检测;二是响应频率不高。当转速过高时,传感器的频率响应跟不上;三是抗电磁波千扰能力差。目前,国内外ABS系统的控制速度范围一般为15 km/h ~ 160 km/h,今后要求控制速度范围扩大到8 km/h ~ 260 km/h以至更大,显然磁电式轮速传感器很难适应。

  霍尔轮速传感器的优缺点:霍尔轮速传感器具有以下优点:其- -是输出信号电压幅值不受转速的影响;其=是频率响应高,其响应频率可高达20 kHz,相当于车速为1 000 km/h时所检测的信号频率;其三是抗电磁波*力强。

3. 霍尔式速度传感器结构

永久磁铁,线圈和传感器转子组成。

霍尔式abs轮速传感器的结构组成,有齿圈,传感头,永磁铁1,霍尔元件2和电子电路等组成。它的工作原理就是利用磁力线密度的变化,产生出霍尔感应电压,然后将霍尔感应电压整形放大成脉冲电压,通过脉冲频率来判断轮速传感器的转速。

4. 霍尔式速度传感器是利用什么工作的

霍尔组件可测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等。

霍尔元件可用多种半导体材料制作,如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP以及多层半导体异质结构量子阱材料等等.

霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器。用它们可以检测磁场及其变化,可在各种与磁场有关的场合中使用。

霍尔元件具有许多优点,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)。采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℃。

工作原理

霍尔元件应用霍尔效应的半导体。

所谓霍尔效应,是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时,产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时,若在垂直于电流的方向施加磁场,则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显,而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。

由于通电导线周围存在磁场,其大小和导线中的电流成正比,故可以利用霍尔元件测量出磁场,就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不和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。

若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H的电磁场中,则在该元件中将产生电流I,元件上同时产生的霍尔电位差和电场强度E成正比,如果再测出该电磁场的磁场强度,则电磁场的功率密度瞬时值P可由P=EH确定。

利用这种方法可以构成霍尔功率传感器。

如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上,当装在运动物体上的永磁体经过它时,可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数,则可以确定其运动速度。

元件特性

1、霍尔系数(又称霍尔常数)RH

在磁场不太强时,霍尔电势差UH与激励电流I和磁感应强度B的乘积成正比,与霍尔片的厚度δ成反比,即UH =RH*I*B/δ,式中的RH称为霍尔系数,它表示霍尔效应的强弱。 另RH=μ*ρ即霍尔常数等于霍尔片材料的电阻率ρ与电子迁移率μ的乘积。

2、霍尔灵敏度KH(又称霍尔乘积灵敏度)

霍尔灵敏度与霍尔系数成正比而与霍尔片的厚度δ成反比,即KH=RH/δ,它通常可以表征霍尔常数。

3、霍尔额定激励电流

当霍尔元件自身温升10℃时所流过的激励电流称为额定激励电流。

4、霍尔最大允许激励电流

以霍尔元件允许最大温升为限制所对应的激励电流称为最大允许激励电流。

5、霍尔输入电阻

霍尔激励电极间的电阻值称为输入电阻。

6、霍尔输出电阻

霍尔输出电极间的电阻值称为输出电阻。

7、霍尔元件的电阻温度系数

在不施加磁场的条件下,环境温度每变化1℃时,电阻的相对变化率,用α表示,单位为%/℃。

8、霍尔不等位电势(又称霍尔偏移零点)

在没有外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下,在输出端空载测得的霍尔电势差称为不等位电势。

9、霍尔输出电压

在外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下,在输出端空载测得的霍尔电势差称为霍尔输出电压。

10、霍尔电压输出比率

霍尔不等位电势与霍尔输出电势的比率

11、霍尔寄生直流电势

在外加磁场为零、霍尔元件用交流激励时,霍尔电极输出除了交流不等位电势外,还有一直流电势,称寄生直流电势。

12、霍尔不等位电势

在没有外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下,环境温度每变化1℃时,不等位电势的相对变化率。

13、霍尔电势温度系数

在外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下,环境温度每变化1℃时,不等位电势的相对变化率。它同时也是霍尔系数的温度系数。

14、热阻Rth

霍尔元件工作时功耗每增加1W,霍尔元件升高的温度值称为它的热阻,它反映了元件散热的难易程度,

单位为: 摄氏度/w

无刷电机霍尔传感器AH44E

开关型霍尔集成元件,用于无刷电机的位置传感器。

引脚定义(有标记的一面朝向自己):(左)电源正;(中)接地;(右)信号输出

体积(mm):4.1*3.0*1.5

安装时注意减少应力与防静电

按照霍尔元件的功能可将它们分为: 霍尔线性器件 和 霍尔开关器件 。前者输出模拟量,后者输出数字量。

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。

5. 霍尔式速度传感器如何获取信号

霍尔式传感器测量大位移信号

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。

传感器专家网认为,霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法

6. 霍尔式速度传感器和磁电感式传感器相比,各有哪些特点

主要区别是:霍尔接近开关的检测对象必须是磁性物体。

1、涡流式接近开关

这种开关有时也叫电感式接近开关。它是利用导电物体在接近这个能产生电磁场接近开关时,使物体内部产生涡流。这个涡流反作用到接近开关,使开关内部电路参数发生变化,由此识别出有无导电物体移近,进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。

2、电容式接近开关

这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板,而另一个极板是开关的外壳。这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向接近开关时,不论它是否为导体,由于它的接近,总要使电容的介电常数发生变化,从而使电容量发生变化,使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化,由此便可控制开关的接通或断开。这种接近开关检测的对象,不限于导体,可以绝缘的液体或粉状物等。

3、霍尔接近开关

霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关,叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时,开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化,由此识别附近有磁性物体存在,进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。

4、光电式接近开关

利用光电效应做成的开关叫光电开关。将发光器件与光电器件按一定方向装在同一个检测头内。当有反光面(被检测物体)接近时,光电器件接收到反射光后便在信号输出,由此便可“感知”有物体接近。

5、热释电式接近开关

用能感知温度变化的元件做成的开关叫热释电式接近开关。这种开关是将热释电器件安装在开关的检测面上,当有与环境温度不同的物体接近时,热释电器件的输出便变化,由此便可检测出有物体接近。

6、其它型式的接近开关

当观察者或系统对波源的距离发生改变时,接近到的波的频率会发生偏移,这种现象称为多普勒效应。声纳和雷达就是利用这个效应的原理制成的。利用多普勒效应可制成超声波接近开关、微波接近开关等。当有物体移近时,接近开关接收到的反射信号会产生多普勒频移,由此可以识别出有无物体接近。

7. 霍尔式速度传感器的工作原理及应用

汽车速度传感器的工作原理:

(1)车速传感器的输出信号可以是磁电式交流信号,也可以是霍尔式数字信号或者是光电式数字信号。

(2)车速传感器通常安装在驱动桥壳或变速器壳内,通过指针摆动来显示汽车行驶速度,或产生交变电流信号,通常由带两个接线柱的磁芯及线圈组成。

(3)这两个线圈接线柱是传感器输出的端子,转化为电流振幅表示车速。

车速传感器是用来检测电控汽车的车速的装置,有控制电脑用这个输入信号来控制发动机怠速,自动变速器的变扭器锁止,自动变速器换档及发动机冷却风扇的开闭和巡航定速等其它功能。

磁电式车速传感器是一个模拟交流信号发生器,通常由带两个接线柱的磁芯及线圈组成。

车速传感器检测电控汽车的车速,控制电脑用这个输入信号来控制发动机怠速,自动变速器的变扭器锁止,自动变速器换档及发动机冷却风扇的开闭和巡航定速等其它功能

8. 霍尔式速度传感器检测

  ①传感器电源电压的检测。断开点火开关,拔下传感器导线连接器插头,用万用表的正、负表笔分别与连 接器1与3端子相连接,接通点火开关时,电压应为4.5V以上。如果电压为零,说明线束存在断、短路,或 ECU有故障;当断开点火开关后,应继续检查导线是否存在断路或短路 。

   ②导线电阻的检测。用万用表的电阻挡检查传感器的1端子与ECU的62端子、传感器的2端子与ECU的76端子 、传感器的3端子与ECU的67端子的电阻值,各导线间电阻值应不大于1.5Ω。如果电阻过大或为无穷大,说 明线束接触不良或导线断路,应进行维修或更换线束。

  再用万用表电阻挡继续检查传感器连接器端子1与2和3端子间电阻,或检查ECU的62端子与76和67端子间电 阻,测得的电阻均应为无穷大。如果阻值不是无穷大,说明导线存在短路,应进行更换。