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霍尔传感器使用方法及注意事项

2018年01月13日 09:48 网络整理 作者: 用户评论(0

  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。

  霍尔效应的原理

  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。流体中的霍尔效应是研究“磁流体发电”的理论基础。由霍尔效应的原理知,霍尔电势的大小取决于: Rh为霍尔常数,它与半导体材质有关;IC为霍尔元件的偏置电流;B为磁场强度;d为半导体材料的厚度。对于一个给定的霍尔器件,Vh将完全取决于被测的磁场强度B.

  一个霍尔元件一般有四个引出端子,其中两根是霍尔元件的偏置电流IC的输入端,另两根是霍尔电压的输出端。如果两输出端构成外回路,就会产生霍尔电流。一般地说,偏置电流的设定通常由外部的基准电压源给出;若精度要求高,则基准电压源均用恒流源取代。为了达到高的灵敏度,有的霍尔元件的传感面上装有高导磁系数的坡莫合金;这类传感器的霍尔电势较大,但在0.05T左右出现饱和,仅适用在低量限、小量程下使用。近年来,由于半导体技术的飞速发展,出现了各种类型的新型集成霍尔元件。这类元件可以分为两大类,一类是线性元件,另一类是开关类元件。

霍尔传感器使用方法及注意事项

  霍尔传感器A3144E的使用方法

  1、霍尔面向自己(印章面),管脚向下,从左到右分别为:1脚:正极(开关霍尔4.5V到24V)、2脚:负极、3脚:输岀(信号)。在正极和输出接电阻(1到10K)。在负极和输出间接一个发光二极管(或用万用表测量电压,两个值,高电平等于电源电压低电平约等于零,您的版上大概都有)。接电后用磁铁靠近或远离或反正面反复在霍尔印章面可以看到发光二极管是否发光变化(磁钢靠近有霍尔有输出变化的那一面为S极)。如有变化就好的,没变化就是坏的。可以参考下:OH44E(单极开关,磁钢S极靠近或远离)

  2、把霍尔的信号线直接给单片机。

  3、磁钢靠近有霍尔有输出变化的那一面为S极,如果想简单知道磁通量大小(您说的磁场变化)就要用到线性霍尔了!

霍尔传感器使用方法及注意事项

  AHl73的霍尔传感器的安装

  本电路中使用的霍尔传感器的型号为AHl73,内部电路框图如图1所示。它由霍尔元件H、霍尔电源REG、放大器AMP、施密特触发器C和输出电路组成。霍尔元件H的作用是把磁场强度的大小转换成输出电压的大小;放大器AMP的作用有两个.其~是将双端输人的差动信号转换成单端的输出信号,其二是把霍尔元件送来的小电压信号放大.使它满足施密特触发器对输人信号电压的要求;施密特触发器c的作用是把辅人的模拟信号进行整形.输出脉冲信号。AHl73芯片使用的电源电压VCC范围是3—20V,输出波形是矩形波.最大灌电流25mA.输出三极管T的集电极电阻RPU为10k.当电源电压VCC为6V时.输出电流为05mA。它输出的脉冲信号可直接供单片机使用。

霍尔传感器使用方法及注意事项

  AHl73霍尔传感器的安装图如图2所示。为了提高测量精度.在被测转盘上装有10只磁性体.安装磁性体时要注意磁极的安装方向.要使10个磁性体的磁极N极朝向AHl73芯片的正面。转盘每转周磁场变化10坎,霍尔元件感应电势也随磁场变化10发.经过放大整形输出电路就可以得到被测电机的转速信号脉冲。

霍尔传感器使用方法及注意事项

  AHl73霍尔传感器的引脚图如图3所示。1脚VCC接5v电源的正极.2脚GND接5v电源的负极.3脚OUT是测量信号输出端.接单片机的P35脚。

  机STCl2C5A60S2、共阳极LED显示器和AHl73霍尔传感器等元件组成.供电电源为5v。其元器件清单如表1所示。

  该电路采用4位共阳极LEO显示.采用动态扫描方式。单片机P。口输出显示段码,P2口输出显示位码。LED显示的亮度可通过段限流电阻的大小和位码扫描速度进行调整。

  霍尔传感器使用注意事项

  (1)为了得到较好的动态特性和灵敏度,必须注意原边线圈和副边线圈的耦合,要耦合得好,最好用单根导线且导线完全填满霍尔传感器模块孔径。

  (2)使用中当大的直流电流流过传感器原边线圈,且次级电路没有接通电源|稳压器或副边开路,则其磁路被磁化,而产生剩磁,影响测量精度(故使用时要先接通电源和测量端M),发生这种情况时,要先进行退磁处理。其方法是次边电路不加电源,而在原边线圈中通一同样等级大小的交流电流并逐渐减小其值。

  (3)在大多数场合,霍尔传感器都具有很强的抗外磁场干扰能力,一般在距离模块5-10cm之间存在一个两倍于工作电流Ip的电流所产生的磁场干扰是可以忽略的,但当有更强的磁场干扰时,要采取适当的措施来解决。通常方法有:

  ①调整模块方向,使外磁场对模块的影响最小;

  ②在模块上加罩一个抗磁场的金属屏蔽罩;

  ③选用带双霍尔元件或多霍尔元件的模块电源维修;

  (4)测量的最佳精度是在额定值下得到的,当被测电流远低于额定值时,要获得最佳精度,原边可使用多匝,即:IpNp=额定安匝数。另外,原边馈线温度不应超过80℃。

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( 发表人:姚远香 )

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