基于霍爾效應(yīng)傳感器的應(yīng)用

　　3．1 基本原理 開關(guān)型霍爾效應(yīng)傳感器對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度有一臨界值，磁感應(yīng)強(qiáng)度超過臨界值時(shí)霍爾芯片被觸發(fā)輸出。采用順磁物質(zhì)或加大磁通量，可增強(qiáng)磁感應(yīng)強(qiáng)度，鐵質(zhì)齒輪正好能滿足這一要求。

　　3．2 實(shí)現(xiàn)方法 將一小型高強(qiáng)度磁體與霍爾芯片封裝在一個(gè)傳感器中，磁體與芯片的距離稍大于臨界觸發(fā)距離，這時(shí)芯片無輸出，相當(dāng)于給芯片預(yù)加一磁偏置。當(dāng)鐵磁質(zhì)接近傳感器時(shí)，由于鐵磁質(zhì)產(chǎn)生較強(qiáng)的附加磁場(chǎng)，與原磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同，加強(qiáng)了作用于霍爾芯片的磁感應(yīng)強(qiáng)度，當(dāng)強(qiáng)度大于臨界觸發(fā)強(qiáng)度時(shí)芯片有接近信號(hào)輸出。這種傳感器的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量速度高達(dá)10KHz，且成本低廉。在高溫、高濕、飛花落塵嚴(yán)重的惡劣環(huán)境中，性能穩(wěn)定，效果較好。不足的是這種設(shè)計(jì)只能檢測(cè)鐵磁質(zhì)，作用距離稍近，須選用磁感應(yīng)強(qiáng)度長(zhǎng)期穩(wěn)定的磁體。

　　4 霍爾效應(yīng)可逆計(jì)量傳感器

　　光電可逆計(jì)量傳感器具有較為復(fù)雜的轉(zhuǎn)換電路和機(jī)械傳動(dòng)裝置，價(jià)格相對(duì)昂貴，安裝精度要求高，存在傳動(dòng)摩擦，不利于高速連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。利用鎖存型霍爾效傳感器配合簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)化電路可實(shí)現(xiàn)可逆計(jì)量，克服了光電可逆計(jì)量傳感器的缺點(diǎn)，性能價(jià)格比高。

　　4．1 基本原理 鎖存型霍爾效應(yīng)傳感器A3290具有觸發(fā)鎖存特點(diǎn)，需采用磁體的N、s極交替觸發(fā)才有信號(hào)輸出，單極性磁極觸發(fā)不能輸出連續(xù)脈沖，因此N、S極間隔影響輸出脈沖寬度。利用這一特點(diǎn)，合理安排磁極安裝位置，鎖存型霍爾效傳感器可設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向判定傳感器，用于可逆計(jì)量。

　　圖3霍爾效應(yīng)可逆計(jì)量傳感器電路原理

　　4．2 實(shí)現(xiàn)方法 雙磁鐵采用非對(duì)稱安裝，其中一個(gè)磁鐵的s極朝外，另一個(gè)N極朝外，參見圖3。假設(shè)s極置位霍爾傳感器HL，N極復(fù)位傳感器，顯然磁極順時(shí)針和逆時(shí)針分別掠過HL時(shí)，輸出脈沖寬度不同。電路中IC為六施密特觸發(fā)器，IC—B和IC—C將HL的輸出信號(hào)反相并分為兩路信號(hào)，一路輸入到由R1、C1與IC—A構(gòu)成的微分電路，輸出計(jì)量脈沖。另一路輸入到由R2、C2與IC—D構(gòu)成的積分電路。合理選取R2、C2參數(shù)，使積分電路對(duì)寬脈沖能夠積分到IC—D的輸入門限電壓，而對(duì)窄脈沖則不能。顯然磁鐵逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)IC—D輸出高電平，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)IC—D輸出低電平。采樣輪的正反轉(zhuǎn)得到判斷，并輸出可逆計(jì)量控制電平。

　　這種傳感器的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，特別適于高速旋轉(zhuǎn)采樣系統(tǒng)，不足的是低速旋轉(zhuǎn)會(huì)影響判斷。實(shí)際應(yīng)用時(shí)為修正低速缺點(diǎn)，采樣輪直徑盡量大，s、N極要盡量靠近。

　　5 結(jié)束語

　　霍爾效應(yīng)傳感器技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛，但其衍生產(chǎn)品大多具有專用特點(diǎn)，價(jià)格相對(duì)昂貴。基于價(jià)格低廉開關(guān)型霍爾傳感器設(shè)計(jì)的幾種特殊用法傳感器，電路簡(jiǎn)單，可與芯片一起封裝。設(shè)計(jì)合適的采樣輪，可實(shí)現(xiàn)上述幾種傳感器的相應(yīng)功能，對(duì)于簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、提高穩(wěn)定性、可靠性和降低控制系統(tǒng)成本，具有現(xiàn)實(shí)意義。