傳感器原理-速度傳感器(磁電霍爾).重點(diǎn)

1、速度測(cè)量概述1轉(zhuǎn)速測(cè)址中主要考慮的問題1）被測(cè)物體運(yùn)動(dòng)的速度范圍超低速(0.102.00r/min)適用的測(cè)速 傳感器較多低速(05500r/min)超高速(500 600000r/min)全速(0.10-600000r/min)島速(500 -200000r/min)2）被測(cè)物體可測(cè)點(diǎn)幾何形狀例:光軸.齒輪、葉片、帶孔、帶槽、帶銷.微型電機(jī)3）環(huán)境條件4）動(dòng)態(tài)/靜態(tài)時(shí)的顯示.記錄.控制5）誤差、響應(yīng)時(shí)間、輸岀控制形式2. 轉(zhuǎn)速測(cè)疑的分類及實(shí)現(xiàn)方案根據(jù)傳感器安裝方式:1接觸式2非接觸式根據(jù)傳感器不同:1磁電2光電3崔爾4磁敏傳感器測(cè)量范圍（kHz）感應(yīng)對(duì)象檢測(cè)距離（mm）應(yīng)用場(chǎng)合磁敏傳感器01

2、0鐵、電工鋼0.5 1.5速度、位移磁電傳感器505000電工鋼0.5 1速度霍爾傳感器010磁鐵15速度、位移光電傳感器0-10 自然光、紅外 光115速度、位移接近開關(guān)0 200Hz金屬15速度、位移3、轉(zhuǎn)速測(cè)量電路1)轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x的基本組成2)轉(zhuǎn)速測(cè)量基本方法頻率-電斥轉(zhuǎn)換(f/V)頻率T轉(zhuǎn)速N二f/分頻數(shù)單位r/min r/s4.轉(zhuǎn)速傳感器的選擇原則-定數(shù)釆樣：這種方法其實(shí)是測(cè)量單個(gè)脈沖的周期 或指定個(gè)數(shù)脈沖的總周期。這種測(cè)量脈沖的方法 又叫做測(cè)周法。定時(shí)釆樣。這種方法其實(shí)是測(cè)量單位時(shí)間的脈沖 個(gè)數(shù)。這種測(cè)量脈沖的方法又叫做測(cè)頻法。 價(jià)格 可靠性霍爾效應(yīng)和霍爾元件的工作原理 霍爾效應(yīng)在半

3、導(dǎo)體薄片中通 以電流I,在與薄片垂直 方向加磁場(chǎng)B,則在半 導(dǎo)體薄片的另外兩端， 產(chǎn)生一個(gè)大小與控制電 流I和B乘積成正比的電 動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為霍 爾效應(yīng)。該電勢(shì)稱為霍 爾電勢(shì)，該薄片稱為霍 爾元件。2、霍爾電勢(shì)IB單位磁感應(yīng)強(qiáng)度和單位控制電流作用時(shí)，所 能輸出的霍爾電勢(shì)的大小。單位是mV/ (mAT) 式中n半導(dǎo)體單位體 積中的載流子數(shù) e電子電量KH霍爾元件靈敏度 ,KH=1/ned意義：與材料的物理性質(zhì)和幾何尺寸有關(guān)，決 定霍爾電勢(shì)的強(qiáng)弱?；舳骷∧せ翘岣哽`敏度的一個(gè)途徑。若磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與霍爾元件的平面法線夾 角為e時(shí)，霍耳電勢(shì)應(yīng)為：V= KI B COS0霍爾器竹般為4mm

4、 X 2X0. 1綠色 導(dǎo)線輸入電流端。C、D：霍耳輸出端，稱為夕j 或輸出端。二.材料及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)霍爾元件一般釆用具有N型的豬、伊化錮和碑化 錮等半導(dǎo)體單晶材料制成。1 伊化錮元件的輸出較大，但受溫度的影響也較大。2錯(cuò)元件的輸出雖小，但它的溫度性能和線性度卻比較好。3碑化錮元件的輸出信號(hào)沒有銖化錮元件大，但是受溫 度的影響卻比簣化錮的要小，而且線性度也較好。采用碑化錮為霍爾元件的材料得到普遍應(yīng)用材料：錯(cuò)sX硅、碑化傢、碎化鋼、伊化錮丿濺射工藝制作的 飭化鋼霍爾元件霍爾元件的主要特性參數(shù)： (1)輸入電阻和輸出電阻輸入電阻：控制電極間的電阻輸出電阻：霍爾電極之間的電阻 (2)額定控制電流和最大允

5、許控制電流額定控制電流：當(dāng)霍爾元件有控制電流使其本身在 空氣中產(chǎn)生10C溫升時(shí)，對(duì)應(yīng)的控制電流值最大允許控制電流：以元件允許的最大溫升限制所對(duì) 應(yīng)的控制電流值(3)不等位電勢(shì)q和不等位電阻廠。不等位電勢(shì)：當(dāng)霍爾元件的控制電流為額定值時(shí)， 若元件所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，測(cè)得的空載霍 爾電勢(shì)。不等位電勢(shì)是由霍爾電極2和之間的電阻決定的, 才。稱不等位電阻21霍爾元件的主要技術(shù)指標(biāo)型號(hào)材料控制 電流 (mA)霍爾 電壓 (mV,輸入 電阻 (Q)輸出 電阻 (Q)EA218In?s1008.531.5FA24InAsP100 136.52.4VHG-110GaAs55 -10200-800200-

6、800AG1El20max 54030MF07FZZInSb1040-2908-608-65MF19FZZInSb1080-6008-608-65MH07FZZInSbIV80-12080-40080-430MH19FZZInSbIV150-25080-40080-430KH-400AInSb5250-550240-55050-110 0.350.75靈敏度(mV/inA.T)卜等f * 付申勢(shì)(mV)Vfl溫 度系 數(shù)(/0.50. 110.07Vh的20%-0.05一-0.0210-210-210-0.310-0.3102.550-1100特點(diǎn)：(1) 測(cè)量磁物理量、電量及其它物理量(2) 實(shí)現(xiàn)乘法運(yùn)算，構(gòu)成各種非線性運(yùn)算部件(3) 輸出信號(hào)的信噪比大(4) 頻率范圍寬：直流數(shù)百千赫茲(5) 體積小、重量輕(6) 穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)爾元件連接方式和輸出電路基本測(cè)量電路UH=knIBoc oc / oc B2、冒爾元件連接方式直流供電方式：控制電流端并聯(lián) 輸出電勢(shì)為：2倍交流供電