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霍爾 速度傳感器：霍爾效應式轉速傳感器

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霍爾效應式轉速傳感器
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霍爾式轉速傳感器屬于霍爾式傳感器，是利用霍爾效應的原理制成的，利用霍爾效應使位移帶動霍爾元件在磁場中運動產生霍爾電勢，即把位移信號轉換成電勢變化信號的傳感器。
中文名
霍爾效應式轉速傳感器
測量范圍
1～ r/min（1P/R）
輸出波形
矩形脈沖波
電    源
DC　12±0.5V
目錄
1
物理定義
?
原理
?
轉速傳感器
2
主要技術指標
霍爾效應式轉速傳感器物理定義
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語音
霍爾效應是磁電效應的一種，這一現象是美國物理學家霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的
導電機構時發現的。當電流垂直于外磁場通過導體時，在導體的垂直于磁場和電流方向的兩個端面之間會出現電勢差，這一現象便是霍爾效應。
霍爾效應式轉速傳感器原理
霍爾效應的本質是：固體材料中的載流子在外加磁場中運動時，因為受到洛侖茲力的作用而使軌跡發生偏移，并在材料兩側產生電荷積累，形成垂直于電流方向的電場，最終使載流子受到的洛侖茲力與電場斥力相平衡，從而在兩側建立起一個穩定的電勢差即霍爾電壓。正交電場和電流強度與磁場強度的乘積之比就是霍爾系數。平行電場和電流強度之比就是電阻率。大量的研究揭示：參加材料導電過程的不僅有帶負電的電子，還有帶正電的空穴。
霍爾效應式轉速傳感器轉速傳感器
霍爾式轉速傳感器屬于霍爾式傳感器，是利用霍爾效應的原理制成的，利用霍爾效應使位移帶動霍爾元件在磁場中運動產生霍爾電熱，即把位移信號轉換成電熱變化信號的傳感器。霍爾效應式轉速傳感器是小型封閉式轉速傳感器。通過聯軸節與與被測軸連接當轉軸旋轉時，將轉角轉換成電脈沖信號，供二次儀表使用。該傳感器具有體積小，結構簡單，無觸點，啟動力矩小等特點，使用壽命長，可靠性高，頻率特性好，并可進行連續測量。霍爾轉速傳感器是一種小型封閉式傳感器，具有性能穩定、功耗小、抗干擾能力強、使用溫度范圍寬等優點。其原理是當磁力線穿過傳感器上感應元件時產生霍爾電勢經過霍爾芯片的放大整形后，成力電信號供二次儀表使用。使用時，只要在旋轉物體上粘一塊小磁鋼，傳感器固定在離磁鋼一定距離內，對準磁鋼S極即可進行測量。霍爾元件測量誤差及補償霍爾元件在使用中，存在多種因素影響測量精度，主要原因有兩類：半導體制造工藝和半導體固有特性。其表現為零位誤差和溫度而引起的測量誤差。霍爾式轉速傳感器有幾種不同的結構。磁性轉盤的輸入軸與被 測轉軸相連，當被測轉軸轉動時，磁性轉盤隨之轉動，固定在磁性轉盤附近的霍爾傳感器便可在每一個小磁鐵通過時產生一個相應的脈沖，檢測出現單位時間的脈沖數，便可知被測轉速。磁性轉盤上的小磁鐵數目的多少決定了傳感器測量轉速的分辨率。
霍爾效應式轉速傳感器主要技術指標
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語音
霍爾效應式轉速傳感器輸出信號幅值：高電平5±0.5V，低電平<0.5V工作條件：環境溫度0～40℃　相對濕度：≤85%外形尺寸：?52×109㎜重量：210 g霍爾轉速傳感器測量范圍：1Hz~45KHz輸出方式：低電平有效，驅動能力不小于15mA輸出信號：波形：矩形波幅值：高電平接近供電電源，低電平≤0.5V供電電源：（4.5~24）VDC，（12~18）V最值每轉脈沖數：與貼的磁片數量一致檢測距離：≤4mm正常工作條件溫度：-20℃~+80℃相對濕度：不大于85%大氣壓力：86KPa~106KPa周圍無爆炸性、腐蝕性氣體外形及開孔尺寸總長：L+21.9（不包括輸出導線）外螺紋：M12×1螺紋有效長度：L，L=50，75，100mm輸出導線：2m 詞條圖冊 更多圖冊

霍爾 速度傳感器：霍爾速度傳感器

霍爾速度傳感器是一種基于霍爾效應的磁電傳感器，具有對磁場敏感度高、輸出信號穩定、頻率響應高、抗電磁干擾能力強、結構簡單、使用方便等特點。它主要是由特定磁極對數的永久磁鐵（一般為4或8對）、霍爾元件、旋轉機構及輸入/輸出插件等組成。霍爾速度傳感器主要電氣技術參數包括:輸出信號高電壓、低電壓、占空比、周期、上升時間、下降時間、周期脈沖數等,為了保證產品的性能可靠性,必須在出廠前對這些參數進行定量測試。

霍爾 速度傳感器：霍爾速度傳感器原理

　　1 。 霍爾式轉速傳感器原理
　　由霍爾開關集成傳感器和磁性轉盤組成，霍爾式轉速傳感器的各種不同結構如圖 1-48 所示。將磁性轉盤的輸入軸與被測轉軸相連，當被測轉軸轉動時，磁性轉盤便隨之轉動，固定在磁性轉盤附近的霍爾開關集成傳感器便可在每一個小磁鐵通過時產生一個相應的脈沖，檢測出單位時間的脈沖數，便可知道被測對象的轉速。磁性轉盤上的小磁鐵數目的多少，將決定傳感器的分辨率。如圖1-48所示。
　　
　　2．磁電式轉速傳感器原理
　　磁電式轉速傳感器的結構如圖 1-49 所示。它是由永久磁鐵、線圈、磁盤等組成。在磁盤上加工有齒形凸起，磁盤裝在被測轉軸上，與轉軸一起旋轉。當轉軸旋轉時，磁盤的凹凸齒形將引起磁盤與永久磁鐵間氣隙大小的變化，從而使永久磁鐵組成的磁路中磁通量隨之發生變化。有磁路通過的感應線圈，當磁通量發生突變時，會感應出一定幅度的脈沖電勢，其頻率為：
　　
　　3．光電式轉速傳感器原理
　　常見的光電式轉速傳感器有直射式和反射式兩種。直射式輸入軸與待測軸相接，光通過開孔圓盤和縫隙板照射在光敏元件上。開孔盤旋轉一周，光敏元件接受光的次數等于盤上的開孔數。若開孔數為m，記錄過程時間為t秒，總脈沖數為N，則轉速為：
　　
　　反射型的光電傳感器如圖1-50所示。其前端部分采用光纖封裝，適應微小物體，特別是微小旋轉體的測量。由于傳感器內裝有光源（LED）、感光元件（光電晶體管）以及放大器等，所以體積設計得很小，使用方便。光源是經過頻率調制的，所以抗干擾性強，還有狀態顯示，可供用戶測量時確認工作狀態。振蕩回路用來產生一個調制頻率來點亮光源發光二極管，采用不穩定多諧振蕩方式，振蕩頻率約為7kHz，脈寬約25μs。
　　
　　從光源發射出來的脈沖光，經過被檢測物體的反射，被傳感器的光電晶體管所
　　接受，然后經過交流放大器，被放大到適當的電平后，進行檢波和積分，再轉換成直流電壓信號。然后是波形整形，與一定的直流電壓相比較，高于此值，輸出為Hi，低于此值，輸出為Lo。狀態指示燈也是，輸出高電平Hi時，LED點亮，輸出低電平Lo時， LED不亮，以作為狀態確認用。
　　光電轉速傳感器跟計數器配套使用，檢測范圍可達 r/min，誤差為1r/min。
　　4．應用舉例
　　（1）霍爾傳感器測量轉速
　　圖 1-51 所示是兩種不同結構的霍爾轉速傳感器。用圖示的方法設置磁體，使磁性轉盤的輸入軸與被測轉軸相連，霍爾傳感器固定在磁性轉盤附近。當被測轉軸轉動時，磁性盤隨之轉動，磁體每經過霍爾傳感器一次，霍爾傳感器便輸出一個相應的電壓脈沖。檢出單位時間的脈沖數，便可求出被測轉速。例如，在車輪轉軸上裝上磁體，在靠近磁體位置上裝上霍爾傳感器，即可制成車速表和里程表等。
　　
　　（2）光電式傳感器測轉速
　　圖1-53為光電轉速表的工作原理圖。圖1-53（a）在待測轉軸上固定一個帶孔的調制圓盤，在調制圓盤的一邊由發光元件產生恒定光，光透過盤上的小孔到達由光敏二極管組成的光敏轉換器上，轉換成相應的電脈沖信號。若圓盤上開 10 個小孔，則旋轉一周，光線透過小孔10次，輸出10個脈沖信號，孔越多，測量的分辨率孔，則旋轉一周，光線透過小孔10次，輸出10個脈沖信號，孔越多，測量的分辨率越高。測速也可以采用反射式，只要用白紙畫上黑道的圓紙貼在旋轉體上即可，如圖1-53（b）所示，圖中的1是待測轉盤，2是發光元件，3是光敏轉換器。
　　
　　以上就是電磁傳感器的工作原理，通過齒輪轉動時磁感應圈的磁通量變化導致電流的大小不一樣，從而根據脈沖計算出時間，傳感器在生活中應用很廣哦。

霍爾 速度傳感器：霍爾速度傳感器原理及算法介紹

　　摘要：本文主要簡單介紹英飛凌霍爾系列傳感器在汽車領域速度檢測方面的應用。
本文引用地址：
　　隨著汽車電子的發展,現代汽車裝配有各種傳感器,如角度傳感器，位置傳感器，轉速傳感器等。這些傳感器將各種輸入參量轉化為電信號,用于調節和控制發動機管理系統、安全系統和舒適性系統等。霍爾效應是比較理想的磁性感應技術，通過檢測磁場及其變化，轉化成電信號用于檢測速度，位置，角度等。霍爾傳感器具有許多優點，如結構簡單，魯棒性好，可靠性高，壽命長，功耗低，溫度范圍廣，抗干擾能力強，耐灰塵油污腐蝕等。
　　工作原理
　　信號偏移處理
　　在現代汽車領域，往往要求傳感器模塊工作在-40℃至150℃范圍，有些甚至要求工作在175℃。一方面磁性材料會受到溫度影響，另外霍爾探頭本身也有溫度效應。因此必須對霍爾傳感器進行溫度補償。
　　除溫度影響外，霍爾元件還容易受到機械應力，焊接或者封裝影響，且由于半導體工藝的波動造成產品之間存在差異，如霍爾材料或者厚度不均勻等，造成信號的偏差和漂移。通過chopper主動誤差補償方法可以消除信號路徑產生的偏移、機械應力對霍爾探頭影響以及焊接注塑等工藝對封裝的影響所帶來的偏差和漂移。
　　霍爾探頭輸出信號主要由三部分組成：工藝造成的差異，機械應力誤差以及霍爾電壓。這三部分只有霍爾電壓才是有用的信號，其余部分是需要消除掉的偏差。
　　如圖1所示,在階段1電流自上而下流入霍爾探頭，從右到左采樣霍爾電壓。在階段2電流從左往右流入霍爾探頭，從上往下采樣霍爾電壓。同樣的，在階段3和階段4輸入電流和輸出電壓繼續旋轉90°。由圖1可以看出，通過旋轉電流方法，只是改變了偏差的方向，而不會改變霍爾電壓的方向。通過代數方法很容易消除掉信號的偏差及漂移。　　

　　信號處理
　　霍爾速度傳感器主要由電源電壓調整電路，霍爾探頭，放大器，濾波器，比較器，數字信號處理電路，AD轉換器，DA轉換器等組成。霍爾探頭檢測到的磁場信號經過放大器放大并經過低通濾波器后由AD轉換器轉換成數字信號。AD轉換器，數字信號處理電路以及DA轉換器組成閉環回路，信號數字化后進入數字信號處理電路中，處理電路會檢測信號上升或者下降瞬態情況并相應觸發輸出信號，同時還會檢測信號最大最小值并計算其平均值，該平均值通過DA轉換后反饋到輸入信號中用于補償磁場信號偏移。比較器用于比較磁滯信號，信號會根據不同磁滯算法進行切換。
　　英飛凌霍爾速度傳感器介紹
　　英飛凌以TLE49XX命名霍爾系列傳感器,其中字母E代表汽車級,I代表工業級,V代表消費級。數字49代表霍爾感應原理，50代表iGMR感應原理，51代表AMR感應原理。最后兩位數字代表其應用。英飛凌霍爾速度傳感器可以應用在輪速，變速箱速度，凸輪軸和曲軸速度及位置檢測等。
　　在信號輸出方面，主要有兩線制電流式和三線制電壓式兩種。兩線制電流式輸出電流信號在7mA和14mA這兩個電流上變換。圖2是典型的兩線制電流式傳感器應用電路。　　

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