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霍尔传感器
7.4 霍尔传感器的应用7.4.1 霍尔压力传感器7.4.2 霍尔加速度传感器7.4.3 霍尔转速传感器7.4.4 霍尔计数器7.4.5 霍尔无触点开关
7.5 霍尔传感器实际应用7.5.1 霍尔式曲轴位置传感器的结构及工作原理7.5.2 霍尔式曲轴位置传感器的信号特性7.5.3 霍尔式曲轴位置传感器的检测方法
7.6 霍尔传感器 总结
7.4 霍尔传感器的应用
如图7-20 所示,霍尔加速度传感器置于两块永久磁铁中间,两块永久磁铁的放置方法是相同极性相对放置。当被测物体静止,磁感应强度为零时,霍尔加速度传感器处于平衡状态,当质量为 M 的被测物体上下运动时,将会带动霍尔加速度传感器上下运动,此时霍尔传感器上的磁感应强度发生变化,使其产生霍尔电压,而产生的霍尔电压与物体的加速度之间有较好的线性关系,利用霍尔电压就可以测出物体的加速度。 如图7-21所示,金属旋转体的表面存在缺口或突起,其旋转时会使霍尔元件上的磁感应强度发生变化,引起霍尔电压的变化,霍尔电压的变化速率可以反映被测物体的转速信号。 如图7-22所示为霍尔转速传感器在汽车防抱死装置(ABS)中的应用原理图。
如图7-24所示为霍尔计数器的工作原理及其内部电路。霍尔开关传感器SL3501的特点是有较高的灵敏度,可以感受到非常微小的磁场变化,可以检测黑金属的存在与否。利用霍尔开关传感器的这一特质可制成霍尔计数器。 当汽车发电机工作时,发动机控制模块ECU控制喷油和点火,使其符合发动机的工作状态,最终得到最好的动力性能和经济性能。为ECU提供喷油和点火基准信号的是曲轴和凸轮轴位置传感器,常用的**有电磁式、光电式和霍尔式。**以下以霍尔式曲轴位置传感器为例进行技能实训。 7.5.1 霍尔式曲轴位置传感器的结构及工作原理
当发动机的曲轴位置传感器发生故障时,检测方法如下。 (1)万用表检测(见图7-28) 信号线:插好连接器,启动发动机,测量2脚与1脚间的电压,应约为3V。 (2)示波器检测 如图7-29 所示,霍尔式曲轴位置传感器的输出信号为数字信号,信号频率随发动机转速的增大而增大,波形的幅值大多数应为5V,波形的形状要适当一致,矩形的拐角和垂直沿的一致性要好。 当霍尔式曲轴位置传感器发生故障时,计算机控制模块ECU在连续3次接收不到它的信号时,便会中断喷油和点火信号的输出指令,发动机无法起动,同时存储故障码。 霍尔传感器是利用霍尔效应原理制成的。通有电流I的霍尔元件处于磁感应强度为B的磁场时,磁场方向垂直于霍尔元件,将在垂直于电流和磁场的方向上产生感应电压UH,这个电压就是霍尔电压,这个现象就是霍尔效应。 霍尔传感器的测量转换电路常用的是基本电路和集成电路,目前集成电路应用较为广泛。霍尔传感器的误差主要由不等位电动势和温度引起,对测量精度有很大影响,因此需要进行补偿。 其他磁传感器有磁阻元件、磁敏二极管、磁敏三极管。磁阻元件在受到磁场作用时发生磁阻效应,电阻值会增大。磁敏二极管在正、反磁场的作用下,电阻值会增大或者减小。磁敏三极管在正反磁场的作用下,集电极电流会增大或者减小。 |
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