傳感器及檢測(cè)技術(shù)（第四版）課件 22.霍爾傳感器應(yīng)用

……………霍爾傳感器應(yīng)用傳感器技術(shù)與應(yīng)用武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院

熊曉倩課程內(nèi)容CONTENTS具體應(yīng)用舉例02霍爾傳感器的發(fā)展趨勢(shì)03概述01一、概述霍爾傳感器

全球排名第三的傳感器產(chǎn)品，被廣泛用到工業(yè)、汽車業(yè)、電腦、手機(jī)以及新興消費(fèi)電子領(lǐng)域。日常生活中的使用

霍爾傳感器被廣泛應(yīng)用例如，在翻蓋或是滑蓋的手機(jī)中，用來檢測(cè)手機(jī)蓋翻開或是滑動(dòng)的器件就是霍爾傳感器；再如，在電腦鍵盤上，實(shí)現(xiàn)光標(biāo)移動(dòng)的滾動(dòng)鍵就是由霍爾傳感器組成的；還有，在汽車變速箱、電動(dòng)門窗等需要電機(jī)的部件中也有霍爾傳感器應(yīng)用。二、具體應(yīng)用舉例

自動(dòng)供水裝置可實(shí)現(xiàn)憑票定量自動(dòng)供應(yīng)開水，具有節(jié)約用水而又衛(wèi)生的特點(diǎn)，特別適用于辦公樓與集體宿舍公共水房安裝使用。

鍋爐中的水由電磁閥控制流出與關(guān)閉，電磁閥的打開與關(guān)閉受控于控制電路。

當(dāng)用水者打水時(shí)，需將鐵制的取水牌從投放口投入，取水牌沿非磁性物質(zhì)制作的滑槽向下滑行，當(dāng)滑行到磁傳感部位時(shí)，傳感器輸出信號(hào)經(jīng)控制電路驅(qū)動(dòng)電磁閥打開，讓水從水龍頭流出。

經(jīng)延時(shí)一定時(shí)間后，控制電路使電磁閥關(guān)閉，水流停止，又恢復(fù)到停止供水狀態(tài)。自動(dòng)供水裝置的結(jié)構(gòu)圖二、具體應(yīng)用舉例自動(dòng)供水裝置的電路如圖所示。

它主要由磁傳感裝置、單穩(wěn)態(tài)電路、固態(tài)繼電器、電源電路及電磁閥等組成。磁傳感裝置由磁鐵及SL3020霍爾開關(guān)集成傳感器構(gòu)成。二、具體應(yīng)用舉例自動(dòng)供水裝置的電路如圖所示。

平時(shí)，SL3020傳感器因空氣隙的存在受磁鐵磁場(chǎng)的作用較小，其輸出為低電平，晶體管VT1處于截止?fàn)顟B(tài)，由IC1組成的單穩(wěn)態(tài)電路復(fù)位，IC1的輸出端3腳輸出低電平，固態(tài)繼電器SSR由于無控制電流而處于常開狀態(tài)，電磁閥Y斷電而關(guān)閉，水龍頭無水流出。

單穩(wěn)態(tài)電路在復(fù)位狀態(tài)時(shí)，IC1內(nèi)部將電容C2短路。二、具體應(yīng)用舉例

當(dāng)取水者投入鐵制的取水牌時(shí)，取水牌沿滑槽迅速下滑，在通過磁傳感裝置時(shí)，鐵制取水牌將磁鐵的磁力線短路，SL3020傳感器受較強(qiáng)磁場(chǎng)的作用輸出為高電平脈沖，經(jīng)晶體管VT1反相后觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn)進(jìn)入暫穩(wěn)狀態(tài)。

此時(shí)IC1的3腳輸出為高電平，使固態(tài)繼電器SSR有電流流通而閉合，電磁閥Y得電工作，自動(dòng)開閥放水。單穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)后，IC1內(nèi)部電路將C2原短路狀態(tài)釋放，C2通過RP1和R4開始充電。二、具體應(yīng)用舉例

當(dāng)C2上的電位充電到IC1的閾值時(shí)，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路又翻轉(zhuǎn)復(fù)位，IC1輸出端第3腳又恢復(fù)到低電平，固態(tài)繼電器SSR斷開，電磁閥Y失電關(guān)閉，水龍頭自動(dòng)停止出水，電路又恢復(fù)到平時(shí)狀態(tài)。二、具體應(yīng)用舉例

單穩(wěn)態(tài)電路每次由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)狀態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)短，也就是每次供水的時(shí)間長(zhǎng)短，該時(shí)間取決于C2、R4、RP1的時(shí)間常數(shù)，調(diào)節(jié)RP1可在3—20s范圍內(nèi)改變這一時(shí)間。C1和C3是旁路電容，主要用來消除各種雜波的干擾。三、霍爾傳感器的發(fā)展趨勢(shì)隨著不斷發(fā)展，霍爾傳感器也呈現(xiàn)出五大發(fā)展趨勢(shì)：（一）微型化趨勢(shì)

市場(chǎng)上很多霍爾傳感器都采用了各種小型封裝。美信宣布將推出一種采用μCSP封裝（微米芯片級(jí)封裝）的霍爾傳感器，它的面積只有1mm×1mm，這樣的尺寸非常適合空間較小的應(yīng)用，例如手機(jī)、電動(dòng)機(jī)中的間隙等領(lǐng)域。小型封裝霍爾傳感器三、霍爾傳感器的發(fā)展趨勢(shì)（二）高集成度

高集成度霍爾傳感器已經(jīng)成為智能傳感器。

例如，廠商基本上已經(jīng)把各種保護(hù)電路和補(bǔ)償電路、轉(zhuǎn)換器集成到了霍爾傳感器上。而為了實(shí)現(xiàn)可編程霍爾傳感器，廠商將EEROM（電可擦只讀存儲(chǔ)器）集成進(jìn)來也是一種趨勢(shì)。高集成度霍爾傳感器三、霍爾傳感器的發(fā)展趨勢(shì)（三）溫度性能

當(dāng)霍爾傳感器長(zhǎng)期處于較高的工作溫度時(shí)，芯片與基板之間的引線鍵合(bonding)將可能出現(xiàn)松動(dòng)或斷裂等現(xiàn)象，從而影響傳感器的正常工作。

多數(shù)霍爾傳感器的工作溫度是65℃到85℃，這在汽車中還可以適用。但在一些工業(yè)應(yīng)用中，工作溫度高達(dá)160℃甚至185℃，霍爾傳感器要適合這些場(chǎng)合的應(yīng)用還需提高溫度指標(biāo)。自找三、霍爾傳感器的發(fā)展趨勢(shì)（四）高靈敏度

霍爾傳感器最高的靈敏度可以達(dá)到幾十高斯。

在工業(yè)和汽車應(yīng)用領(lǐng)域中，靈敏度在200高斯到500高斯的霍爾傳感器就可以很好地完成應(yīng)用任務(wù)。

不斷提高霍爾傳感器的靈敏度可以開啟新的應(yīng)用市場(chǎng)，因此，這也是業(yè)界努力的目標(biāo)?；魻杺鞲衅鞯奶魬?zhàn)之一就是電路必須能感應(yīng)非常小的磁場(chǎng)以及磁場(chǎng)的細(xì)微變化。三、霍爾傳感器的發(fā)展趨勢(shì)(五)新的霍爾元件結(jié)構(gòu)

一般線性霍爾傳感器要實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)位置的測(cè)量，要采用非常復(fù)雜的