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霍尔器件可以用于哪些非电量测量?

2017-03-10 11:18分类:变频器 阅读:

 

 
     (1)位移测量
     两块永久磁铁同极性相对放置,将线性型霍尔传感器置于中间,其磁感应强度为零,这个点可作为位移的零点,当霍尔传感器在Z轴上作AZ位移时,传感器有一个电压输出,电压大小与位移大小成正比。
     角位移测量也是霍尔器件常用的领域,图2-33给出了几种基于霍尔器件的角位移传感器。
 
    (2)力测量 如果把拉力、压力等参数变成位移,便可测出拉力及压力的大小,按这一原理可制成的力传感器。
    (3)角速度(转速)测量角速度测量或许是霍尔器件应用最多的领域:在非磁性材料的圆盘边上粘一块磁钢,霍尔传感器放在靠近圆盘边缘处,圆盘旋转一周,霍尔传感器就输出一个脉冲,从而可测出转数(计数器),若接入频率计,便可测出转速。
      在测量钢铁等导磁材料做成的齿轮时,可以在齿轮外沿放置磁钢和霍尔传感器,可以更准确地测量齿轮的角速度。图2-34给出了这类应用的霍尔传感器。
 
    (4)线速度测量
     如果把开关型霍尔传感器按预定位置有规律地布置在轨道上,当装在运动车辆上的永磁体经过它时.可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号的分布可以测出车辆的运动速度。
     (5)流量传感器
    如果在涡轮叶片上放上磁钢,在泵体上放置霍尔器件,或者钢铁等导磁材料做成的涡轮叶片,在泵体放置磁钢和霍尔传感器,就可以实现流量的测量。图2-35给出了基于该原理的若干流量传感器。

    (6)接近开关 接近开关是一种用于自动机械限位的非接触传感器, 可以工作在恶劣环境中,如自动门、人型机械等。它的工 作原理是被监测的物体靠近传感器时改变了霍尔器件接  收到的磁场强度,当磁场强度超出某个设定的闽值时,接近开关给出信号,使系统控制该物体停止进一步移动。图 2-36给出了两种接近开关的外形
 
      (7)霍尔电压传感器
      霍尔电压传感器是一种利用霍尔效应,将原边电压通过外置或内置电阻,将电流限制在lOmA此电流经过多匝绕组之后,经过聚磁材料将原边电流产生的磁场被气隙中的霍尔元件检测到,并感应出相应电动势,该电动势经过电路调整后反馈给补偿线圈进而补偿,该补偿线圈产牛的磁通与原边电流(被测电压通过限流电阻产生)产生的磁通大小相等,方向相反,从而在磁芯中保持磁通为零。实际上霍尔电压传感器利用的是和磁平衡闭环霍尔电流传感器一样的技术,即零磁通霍尔电流传感器。图2-37给出了几种霍尔电压传感器。
 
      (8)霍尔电流传感器
        霍尔电流传感器有三种主要的工作原理。 A.直接检测式(无放大)电流传感器为高阻抗输出电压,在应用中负载阻抗要大于lOkΩ,通常都是将其士50mV或±lOOmV悬浮输出电压用差动输入比例放大器放大到土4V或±5V。 B.直检放大式电流传感器为高阻抗输出电压。在应用中,负载阻抗要大' - 2kQ。 C.磁补偿式电流传感器均为电流输出型。传感器输出的信号为电流信号。电流信号可以在-.定范围内远传,并能保证精度,使用中测量电阻只需设计在二次仪表输入或终端控制板接L]上。
       图2-38给给出了几种霍尔电流传感器。
      (9)磁场测量 磁场测量是霍尔器件最“本分”的测量。霍尔器件,或说霍尔传感器用于磁场测量时常常采用集成电路的形式,芯片内部不仅集成了放大器,还集成有温度补偿等各种保证测量精度的辅助电路。图2-39给出了几种用于磁场测量的霍尔集成电路

 

 

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