CS3503 CS49E线性霍尔电路

CS3503 CS49E线性霍尔电路
CS3503 CS49E线性霍尔电路

CS3503 线性霍尔电路CS3503霍尔开关电路由反向电压保护器、电压调整器、霍尔电压发生器、差分放大器和集电极开路输出级组成,能将变化的磁信号转换成数字电压输出。产品特点.灵敏度高抗应力. 电压范围宽 .可和各种逻辑电路直接接口

典型应用. 高灵敏的无触点开关. 直流无刷电机. 直流无刷风机

功能方框图

极限参数

电、磁特性T A=25℃,Vcc=5.0V

参数符号

型号与量值

单位最小典型最大

电源电流Icc-9.014mA

静态输出电压V o 2.25 2.5 2.75V

灵敏度S7.5-25.0mV/mT

输出端上限电压V T 4.2 4.25 4.3V

输出端下限电压V L0.75 1.00 1.2V

注: 输出电压应用输入阻抗大于10KΩ的电压表来测量;磁感应强度应在器件最灵敏的区域(见外形图)测量。

CS49E 线性霍尔电路

CS49E系列线性霍尔电路由电压调整器,霍尔电压发生器,线性放大器和射极跟随器组成,其输入是磁感应强度,输出是和输入量成正比的电压。产品特点

. 体积小. 精确度高

. 灵敏度高. 线性好

. 温度稳定性好. 可靠性高

典型应用

. 运动检测器 . 齿轮传感器

. 接近检测器 . 电流检测传感器

. 电动自行车调速器

1,V cc 1 2 3 2, GND 3,V

REG

out

功能方框图极限参数

电、磁特性 T A=25℃,Vcc=5.0V

霍尔元件分类及其特性

二:霍尔传感器 由于霍尔元件产生的电势差很小,故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路及稳压电源电路等集成在一个芯片上,称之为霍尔传感器。 霍尔传感器也称为霍尔集成电路,其外形较小,如下图所示,是其中一种型号的 外形图 三:霍尔传感器的分类 霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种: 1.线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组 成,它输出模拟量。 2.开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器,斯密特触发器和输出级组成,它输出数字量。

配合差分放大器使用霍尔元件产生的电势差很小,一般在毫伏量级,所以在使用时要进行一定的放大处理(如下图) 配合触发器用在上述电路的基础上,再添加一个施密特触发器用作阈值检测,则可以使霍尔器件输出数字信号,结构图如下: 集成场效应管在上述电路的基础上添加一个场效应管,可以

增强霍尔开关的驱动能力(可以直接驱动LED、继电器等) 四:霍尔传感器的特性 1.线性型霍尔传感器的特性 2.开关型霍尔传感器的特性 如图4所示,其中BOP为工 作点“开”的磁感应强度,BRP 为释放点“关”的磁感应强度当 外加的磁感应强度。超过动作点 Bop时,传感器输出低电平,当磁感应强度降到动作点Bop以下时,传感器输出电平不变,一直要降到释放点BRP时,传感器才由低电平跃变为高电平。Bop 与BRP之间的滞后使开关动作更为可靠。

A3144是开关霍尔传感器 五:开关型霍尔传感器 开关型霍尔传感器主要用于测转数、转速、风速、流速、接近开关、关门告知器、报警器、自动控制电路等。 1.测转速或转数 如图所示,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。

霍尔传感器工作原理

半导体薄片置于磁感应强度为 B 的磁场中,磁场方向垂直于薄片,如图所示。当有电流 I 流过薄片时,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势 EH ,这种现象称为霍尔效应,该电动势称为霍尔电势,上述半导体薄片称为霍尔元件。 原理简述如下:激励电流 I 从 a 、 b 端流入,磁场 B 由正上方作用于薄片,这时电子 e 的运动方向与电流方向相反,将受到洛仑兹力 FL 的作用,向内侧偏移,该侧形成电子的堆积,从而在薄片的 c 、 d 方向产生电场 E 。电子积累得越多, FE 也越大,在半导体薄片 c 、 d 方向的端面之间建立的电动势 EH 就是霍尔电势。 由图可以看出,流入激励电流端的电流 I 越大、作用在薄片上的磁场强度B 越强,霍尔电势也就越高。磁场方向相反,霍尔电势的方向也随之改变,因此霍尔传感器能用于测量静态磁场或交变磁场。 半导体薄片置于磁感应强度为 B 的磁场中,磁场方向垂直于薄片,如图所示。当有电流 I 流过薄片时,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势 EH ,这种现象称为霍尔效应,该电动势称为霍尔电势,上述半导体薄片称为霍尔元件。 原理简述如下:激励电流 I 从 a 、 b 端流入,磁场 B 由正上方作用于薄片,这时电子 e 的运动方向与电流方向相反,将受到洛仑兹力 FL 的作用,向内侧偏移,该侧形成电子的堆积,从而在薄片的 c 、 d 方向产生电场 E 。电子积累得越多, FE 也越大,在半导体薄片 c 、 d 方向的端面之间建立的电动势 EH 就是霍尔电势。 由图可以看出,流入激励电流端的电流 I 越大、作用在薄片上的磁场强度B 越强,霍尔电势也就越高。磁场方向相反,霍尔电势的方向也随之改变,因此霍尔传感器能用于测量静态磁场或交变磁场。

常见的霍尔元件

常见的霍尔元件有哪些种类,型号? 单极性霍尔 单极开关介绍: 单极霍尔效应开关具有磁性工作阈值(Bop)。如果霍尔单元承受的磁通密度大于工作阈值,那么输出晶体管将开启;当磁通密度降至低于工作阈值(Brp) 时,晶体管会关闭。滞后(Bhys) 是两个阈值(Bop-Brp) 之间的差额。即使存在外部机械振动及电气噪音,此内置滞后页可实现输出的净切换。单极霍尔效应的数字输出可适应各种逻辑系统。这些器件非常适合与简单的磁棒或磁杆一同使用。Allegro 提供各种单极霍尔效应开关,各开关均具有与磁铁南极相关的不同工作阈值及滞后。 霍尔单极开关型号如下: 类别品牌型号工作点(G)释放点(G)回差(G)工作电压工作温度 单极霍尔开关AH AH3144E 70~300 30~270 >30 4.5-24V -40-85℃ AH AH3144L 70~300 30~270 >30 4.5-24V -40-150℃ AH AH543 70~350 30~270 >30 4.5-24V -20-85℃ DIODES ATS137 70~300 30~270 >40 3.5-20V -40-85℃ YH YH137 <160 >20 60~80 4.5-24V -20-85℃ YH YH3144E >30 <30 80 4.5-24V -20-85℃ ALLEGRO A04E 35~450 25~430 >20 3.8-24V -40-85℃ ALLEGRO A1104EU-T 35~450 25~430 >20 3.8-24V -40-85℃ ALLEGRO A1104LU-T 35~450 25~430 >20 3.8-24V -40-150℃ ALLEGRO A1104EUA-T 35~450 25~430 >20 3.8-24V -40-85℃ AH3144E/L,霍尔开关集成电路应用霍尔效应原理,采用半导体集成技术制造的磁敏电路,它是由电压调整器、霍尔电压发生器、差分放大器、史密特触发器,温度补偿电路和集电极开

霍尔传感器用法

一、霍尔电流电压传感器、变送器的基本原理与使用方法 1.霍尔器件 霍尔器件是一种采用半导体材料制成的磁电转换器件。如果在输入端通入控 制电流I C ,当有一磁场B穿过该器件感磁面,则在输出端出现霍尔电势V H 。 如图1-1所示。 霍尔电势V H 的大小与控制电流I C 和磁通密度B的乘积成正比,即:V H =K H I C Bsin Θ 霍尔电流传感器是按照安培定律原理做成,即在载流导体周围产生一正比于该电流的磁场,而霍尔器件则用来测量这一磁场。因此,使电流的非接触测量成为可能。 通过测量霍尔电势的大小间接测量载流导体电流的大小。因此,电流传感器经过了电-磁-电的绝缘隔离转换。 2.霍尔直流检测原理 如图1-2所示。由于磁路与霍尔器件的输出具有良好的线性关系,因此霍尔 器件输出的电压讯号U 0可以间接反映出被测电流I 1 的大小,即:I 1 ∝B 1 ∝U 我们把U 0定标为当被测电流I 1 为额定值时,U 等于50mV或100mV。这就制成 霍尔直接检测(无放大)电流传感器。

3.霍尔磁补偿原理 原边主回路有一被测电流I1,将产生磁通Φ1,被副边补偿线圈通过的电流I2所产生的磁通Φ2进行补偿后保持磁平衡状态,霍尔器件则始终处于检测零磁通的作用。所以称为霍尔磁补偿电流传感器。这种先进的原理模式优于直检原理模式,突出的优点是响应时间快和测量精度高,特别适用于弱小电流的检测。霍尔磁补偿原理如图1-3所示。 从图1-3知道:Φ 1=Φ 2 I 1N 1 =I 2 N 2 I 2=N I /N 2 ·I 1 当补偿电流I 2流过测量电阻R M 时,在R M 两端转换成电压。做为传感器测量电 压U 0即:U =I 2 R M 按照霍尔磁补偿原理制成了额定输入从0.01A~500A系列规格的电流传感器。 由于磁补偿式电流传感器必须在磁环上绕成千上万匝的补偿线圈,因而成本增加;其次,工作电流消耗也相应增加;但它却具有直检式不可比拟的较高精度和快速响应等优点。 4.磁补偿式电压传感器 为了测量mA级的小电流,根据Φ 1=I 1 N 1 ,增加N 1 的匝数,同样可以获得高磁 通Φ 1 。采用这种方法制成的小电流传感器不但可以测mA级电流,而且可以测电压。 与电流传感器所不同的是在测量电压时,电压传感器的原边多匝绕组通过串 联一个限流电阻R 1,然后并联连接在被测电压U 1 上,得到与被测电压U 1 成比 例的电流I 1 ,如图1-4所示。

霍尔传感器的工作原理

两种霍尔传感器的工作原理 霍尔电流传感器是根据霍尔原理制成的.它有两种工作方式,即磁平衡式和直式.霍尔电流传感器一般由原边电路、聚磁环、霍尔器件、(次级线圈)和放大电路等组成. 1 直放式电流传感器(开环式) 众所周知,当电流通过一根长导线时,在导线周围将产生一磁场,这一磁场的大小与流过导线的电流成正比,它可以通过磁芯聚集感应到霍尔器件上并使其有一信号输出.这一信号经信号放大器放大后直接输出,一般的额定输出标定为4V. 2 磁平衡式电流传感器(闭环式) 磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器,即主回路被测电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈,电流所产生的磁场进行补偿,从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。 磁平衡式电流传感器的具体工作过程为:当主回路有一电流通过时,在导线上产生的磁场被聚磁环聚集并感应到霍尔器件上,所产生的信号输出用于驱动相应的功率管并使其导通,从而获得一个补偿电流Is.这一电流再通过多匝绕组产生磁场,该磁场与被测电流产生的磁场正好相反,因而补偿了原来的磁场,使霍尔器件的输出逐渐减小.当与I H与匝数相乘与“原边电流与匝数相乘”所产生的磁场相等时, I H不再增加,这时的霍尔器件起指示零磁通的作用,此时可以通过I H来平衡.被测电流的任何变化都会破坏这一平衡.一旦磁场失去平衡,霍尔器件就有信号输出.经功率放大后,立即就有相应的电流I H流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿.从磁场失衡到再次平衡,所需的时间理论上不到1μs,这是一个动态平衡的过程。

工作原理主要是霍尔效应原理. 一、以零磁通闭环产品原理为例: 1、当原边导线经过电流传感器时,原边电流 IP 会产生磁力线,原边磁力线集中在磁芯气隙周围,内置在磁芯气隙中的霍尔电片可产生和原边磁力线成正比的,大小仅为几毫伏的感应电压,通过后续电子电路可把这个微小的信号转变成副边电流IS,并存在以下关系式:IS* NS= IP*NP 其中,IS—副边电流;IP—原边电流;NP—原边线圈匝数;NS—副边线圈匝数; NP/NS—匝数比,一般取 NP=1。 电流传感器的输出信号是副边电流IS,它与输入信号(原边电流IP)成正比,IS 一般很小,只有 10~400mA。如果输出电流经过测量电阻 RM,则可以得到一个与原边电流成正比的大小为几伏的电压输出信号。 2、传感器供电电压 VA VA 指电流传感器的供电电压,它必须在传感器所规定的范围内。超过此范围,传感器不能正常工作或可靠性降低,另外,传感器的供电电压VA又分为正极供电电压VA+和负极供电电压VA-。要注意单相供电的传感器,其供电电压VAmin是双相供电电压VAmin的2倍,所以其测量范围要相供高于双电的传感器。 3、测量范围 Ipmax 测量范围指电流传感器可测量的最大电流值,测量范围一般高于标准额定值 IPN。二、电流传感器主要特性参数1、标准额定值 IPN 和额定输出电流 ISN IPN 指电流传感器所能测试的标准额定值,用有效值表示(A.r.m.s),IPN 的大小与传感器产品的型号有关。ISN指电流传感器额定输出电流,一般为10~400mA,当然根据某些型号具体可能会有所不同。 2、偏移电流 ISO 偏移电流也叫残余电流或剩余电流,它主要是由霍尔元件或电子电路中运算放大器工作状态不稳造成的。电流传感器在生产时,在25℃,IP=0时的情况下,偏移电流已调至最小,但传感器在离开生产线时,都会产生一定大小的偏移电流。产品技术文档中提到的精度已考虑了偏移电流增加的影响。 3、线性度 线性度决定了传感器输出信号(副边电流IS)与输入信号(原边电流IP)在测量范围内成正比的程度。 4、温度漂移 偏移电流ISO是在25℃时计算出来的,当霍尔电极周边环境温度变化时,ISO会产生变化。因此,考虑偏移电流ISO的最大变化是很重要的,其中,IOT是指电流传感器性能表中的温度漂移值。5、过载电流传感器的过载能力是指发生电流过载时,在测量范围之外,原边电流仍会增加,而且过载电 流的持续时间可能很短,而过载值有可能超过传感器的允许值,过载电流值传感器一般测量不出来,但不会对传感器造成损坏。

霍尔芯片发展趋势分析报告

霍尔芯片的发展 第一阶段是从霍尔效应的发现到20世纪40年代前期。1910年有人用金属铋制成霍尔元件,但是由于金属材料中的电子浓度很大,而霍尔效应十分微弱,所以几乎没有多大用处。 第二阶段是从20世纪40年代中期,随着半导体材料、制造工艺和技术的应用,出现了各种半导体分立霍尔元件,特别是锗的采用推动了霍尔元件的发展,相继出现了采用霍尔元件制造的各种磁场传感器,应用十分广泛。但是由于温漂的存在,所以精确度受到了一定的限制,并且还需要外加信号调理电路,所以使用较复杂且成本比较高。 第三阶段是自20世纪60年代开始,随着集成电路技术的发展,出现了将霍尔半导体元件和相关的信号调节电路集成在一起的霍尔传感器。由于将霍尔元件和信号调理电路和温度补偿电路集成在一起,因此具有很好的线性度,精确度很高。 第四阶段是20世纪80年代,随着大规模超大规模集成电路和微机械加工技术的进展,霍尔元件从平面向三维方向发展,出现了三端口或四端口固态霍尔传感器,实现了产品的系列化、加工的批量化、体积的微型化。 未来的发展趋势是量子霍尔传感器和等离子霍尔传感器。 一、分立霍尔元件 1、1双极平行元件 采用标准双极(bipolar)工艺制成的霍尔元件,由于电流在外延层内平行于芯片表面流动,因此又称为平行霍尔元件。 1、2垂直元件 采用双极工艺还可以制成垂直霍尔(VH)元件,该霍尔元件的灵敏度较低。为了提高灵敏度而减少电流路径,又研制了扩散型(DVH)和沟道型(TVH)两种垂直霍尔元件 1、2、1 MOS垂直元件 薄MOS沟道作为霍尔元件的激励区,可获得1 000V/AT的灵敏度。 1、2、2 CMOS垂直元件 采用CMOS工艺制成的体型(bulk)垂直霍尔元件,电流从芯片表面流入芯片内部,灵敏度可达450V/AT。 1、2、3 JFET垂直元件 在上述TVH元件的基础上,增加离子反应刻蚀(RIE)工艺,制成了结型场效应管垂直霍尔元件。这种霍尔元件灵敏度可达1 243V/AT。 二、集成霍尔传感器 2、1三维VH磁场传感器 VH传感器是最常见的磁场传感器,它的特点是将电极形成在芯片表面,对平行于芯片表面的磁场敏感,从不同的方向测量该磁场就形成了不同坐标的传感器。 2、2单片硅指南针 采用TLC(tran linear circuit)工艺制成的模拟集成霍尔指南针,它由2个VH元件和信号转换处理电路组成。 2、3全集成三维角度-位置传感器 霍尔传感器芯片平行放在椭圆型永磁铁下面,旋转轴固定在磁铁的中心。当转轴旋转时霍尔传感器将产生正比于转轴角位移的正弦和余弦两个信号,经简单的信号处理即可直接获得得位置信号。

集成电路型号含义

集成电路型号含义 1 国产IC IC型号、序号与引进的一样。 2.日本松下公司半导体集成电路型号的命名 1). 双极型线性集成电路: 第1部分第2部分第3 部分第4 部分 2个字母2个数字2个数字1个字母 例AN 12 34 S a.第1部分:双极型集成电路有两个标志(包括AN及DN)是按照电路类型而划分的,双极型集成电路、线性集成电路(模拟电路):AN 、数字集成电路:DN、MOS电路:MN、EP两个字母表示微型计算机或小批量生产 b.第2部分:这部分数字与应用领域有关(有一些例外),对于专用集成电路,在数字后面加上1~2个字母作为特性的区分(常规的集成电路不用这些字母。对于稳压电源,根据其输出电流值使用L、M及N中的一个字母或根本不用字母,例:AN78L04。对于三极管阵列,根据其电流值或耐压值使用字母A、B、C等中的一个字母,例ANB00。第2部分的数字与其应用领域有关,例: 第2部分数字应用领域 10 c.第3部分:用二位数字,其范围一般为00~99,例如AN4321 d.第4部分:一般不用这部分,但在集成电路功能几乎相同而封装不同时或者是改进型,这种情况下大致用大致字母S、P、N。 例AN××××S:字母S是指小型扁平封装; AN××××K:使用收缩双列直插式封装; AN××××P:使用普通塑料封装; AN××××N:字母N表示改进型 e.其它:OM200:(助听器)是上述线性集成电路标志的例外。 2)数字集成电路: DN68××(4个数字):霍尔元件集成电路(3端) DN84××(4个数字):逻辑集成电路

DN85××(4个数字):预定标电路等 DN86××(4个数字):三极管阵列 DN74LS××(×):通用型小功率TTL电路系列(LSTTL)74表示通用型,该系列LSTTL最多可用三位数字3). MOS集成电路: 第1部分 第2部分 第3部分 2个字母 4或5个数字 1~3个字母 例MN 8037 S a. 第1部分:MN两个字母表示松下公司的MOS集成电路,EP两个字母表示微型计算机或小批量生产对于高速标准逻辑电路,在这部分用标志74HC作为数字的前缀,此时,可用2~4个数字。 b.第2部分:这部分所用的数字表明应用领域,例: 第2部分的数字应用领域 1000~1999※1 微型计算机及外围大规模集成电路可变只读存贮器 2000~2999※2 掩膜只读存贮器,电可编程只读存贮器 3000~3399 漏斗式电荷耦合器件(BBD) 3600~3699 电荷耦合器件(CCD)线性图像传感器 3700~3799 电荷耦合器件(CCD)固态图像似感器 3800~3899 电荷耦合器件(CCD)视频信号延迟元件 4000~4999 CMOS4000系列存贮器(动态随机存取存贮器,静态随机存取存贮器) 5000~5999 计算器 6000~6999 视频、时钟、通讯 7000~7999 特别用途 8000~8999 通讯、控制器、电荷耦合器件 9000~9999 ―― 5000~※3 门阵列 70000~CMOS标准电池 ※1.关于微型计算机,根据其功能可使用5位数字,MN512K(图像传感器)只有3位数字。 2.关于通用存贮器,有时可用5位或6位数字(与其它公司共同的数字)。 例:MN41256……256K位动态随机存取存贮器 MN234000……4兆位掩膜可编程只读存贮器 3.关于门阵列(用5位数字表示50000-)其最后2位表示门电路数目。 例:MN51040……4000个门电路。 c.第3部分:这部分一般不用,除了功能相同而包装不同用来区分其封装型式(通常为P或S)或是基本功能相同只少许功能不同作为区分时(通常用A、B、C等)。 封装的分类: 例1:MN××××P,字母“P”表示以前为陶瓷或金属封装,现已改为塑料封装。 例2:MN××××S,字母“S”表示小型扁平封装。 3.日本索尼公司集成电路通用命名法: 第1部分 第2部分 第3部分 第4 部分 2个字母 2位数字 2~3位数字 1个字母 例CX 20 011 A a. 第1部分:索尼公司集成电路标志。 b.第2部分:用1~2位数字表示产品分类,双极型集成电路用,0、1、8、10、20、22;MOS型集成电路用,5、 7、23、79。 c.第3部分:表示单个产品编号。 d.第4 部分:特性有部分改进时加上A字。 2) 索尼公司集成电路新命名法。 第1部分 第2部分 第3部分 第4部分 第5部分 2个字母 1个字母 4位数字 1个字母 1个字母

霍尔齿轮转速传感器的工作原理和优点

霍尔齿轮转速传感器的工作原理和优点 作者: 发布时间:2009-11-25 来源: 关键字:霍尔转速传感器 霍尔转速传感器的主要工作原理是霍尔效应,也就是当转动的金属部件通过霍尔传感器的磁场时会引起电势的变化,通过对电势的测量就可以得到被测量对象的转速值。霍尔转速传感器的主要组成部分是传感头和齿圈,而传感头又是由霍尔元件、永磁体和电子电路组成的。 霍尔转速传感器的工作原理 霍尔转速传感器在测量机械设备的转速时,被测量机械的金属齿轮、齿条等运动部件会经过传感器的前端,引起磁场的相应变化,当运动部件穿过霍尔元件产生磁力线较为分散的区域时,磁场相对较弱,而穿过产生磁力线较为几种的区域时,磁场就相对较强。 霍尔转速传感器就是通过磁力线密度的变化,在磁力线穿过传感器上的感应元件时,产生霍尔电势。霍尔转速传感器的霍尔元件在产生霍尔电势后,会将其转换为交变电信号,最后传感器的内置电路会将信号调整和放大,输出矩形脉冲信号。 霍尔转速传感器的测量方法 霍尔转速传感器的测量必须配合磁场的变化,因此在霍尔转速传感器测量非铁磁材质的设备时,需要事先在旋转物体上安装专门的磁铁物质,用以改变传感器周围的磁场,这样霍尔转速传感器才能准确的捕捉到物质的运动状态。 霍尔转速传感器主要应用于齿轮、齿条、凸轮和特质凹凸面等设备的运动转速测量。高转速磁敏电阻转速传感器除了可以测量转速以外,还可以测量物体的位移、周期、频率、扭矩、机械传动状态和测量运行状态等。 霍尔转速传感器目前在工业生产中的应用很是广泛,例如电力、汽车、航空、纺织和石化等领域,都采用霍尔转速传感器来测量和监控机械设备的转速状态,并以此来实施自动化管理与控制。 霍尔转速传感器的应用优势 霍尔转速传感器的应用优势主要有三个,一是霍尔转速传感器的输出信号不会受到转速值的影响,二是霍尔转速传感器的频率相应高,三是霍尔转速传感器对电磁波的抗干扰能力强,因此霍尔转速传感器多应用在控制系统的转速检测中。 同时,霍尔转速传感器的稳定性好,抗外界干扰能力强,如抗错误的干扰信号等,因此不易因环境的因素而产生误差。霍尔转速传感器的测量频率范围宽,

霍尔传感器、磁性传感器原理图PCB图及例程

霍尔传感器使用说明书 简要说明: 一、长尺寸:32mm X宽11mm X高20mm 二、主要芯片:LM393、3144霍尔传感器 三、工作电压:直流5伏 四、特点: 1、具有信号输出指示。 2、单路信号输出。 3、输出有效信号为低电平。 4、灵敏度可调(精调)。 5、有磁场切割就有信号输出

6、电路板输出开关量!(可直接接单片机) 7、可用于电机测速/位置检测等场合 适用场合:单片机学习、电子竞赛、产品开发、毕业设计。。。 【图片展示】

【与单片机连接测试程序】

/******************************************************************** 汇诚科技 实现功能:此版配套测试程序 使用芯片:AT89S52 晶振:11.0592MHZ 波特率:9600 编译环境:Keil 作者:zhangxinchun 淘宝店:汇诚科技 【声明】此程序仅用于学习与参考,引用请注明版权和作者信息! *********************************************************************/ /******************************************************************** 说明:1、当测量浓度大于设定浓度时,单片机IO口输出低电平 *********************************************************************/ #include //库文件 #define uchar unsigned char//宏定义无符号字符型 #define uint unsigned int //宏定义无符号整型 /******************************************************************** I/O定义 *********************************************************************/ sbit LED=P1^0; //定义单片机P1口的第1位(即P1.0)为指示端 sbit DOUT=P2^0; //定义单片机P2口的第1位(即P2.0)为传感器的输入端/******************************************************************** 延时函数 *********************************************************************/ void delay()//延时程序 { uchar m,n,s; for(m=20;m>0;m--) for(n=20;n>0;n--) for(s=248;s>0;s--); } /******************************************************************** 主函数 *********************************************************************/ void main() { while(1) //无限循环 { LED=1; //熄灭P1.0口灯 if(DOUT==0)//当浓度高于设定值时,执行条件函数 { delay();//延时抗干扰

霍尔传感器的原理及应用

第八章霍尔传感器 课题:霍尔传感器的原理及应用课时安排:2 课次编号:12 教材分析 难点:开关型霍尔集成电路的特性 重点:霍尔传感器的应用 教学目的和要求1、了解霍尔传感器的工作原理; 2、了解霍尔集成电路的分类; 3、掌握线性型和开关型霍尔集成电路的特性; 4、掌握霍尔传感器的应用。 采用教学方法和实施步骤:讲授、课堂互动、分析教具:各种霍尔元 件、霍尔传感器 各教学环节和内容 演示1: 将小型蜂鸣器的负极接到霍尔接近开关的OC门输出 端,正极接V cc端。在没有磁铁靠近时,OC门截止,蜂鸣 器不响。 当磁铁靠近到一定距离(例如3mm)时,OC门导通, 蜂鸣器响。将磁铁逐渐远离霍尔接近开关到一定距离(例 如5mm)时,OC门再次截止,蜂鸣器停响。 演示2: 将一根导线穿过10A霍尔电流传感器的铁芯,通入0.1~1A电流,观察霍尔IC的输出电压的变化,基本与输入电流成正比。 从以上演示,引入第一节霍尔效应、霍尔元件的工作原理。 第一节霍尔元件的工作原理及特性 一、工作原理 金属或半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中,磁场方向垂直于薄片,当有电流I流过薄片时,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势E H,这种现象称为霍尔效应(Hall Effect),该电动势称为霍尔电动势(Hall EMF),上述半导体薄片称为霍尔元件(Hall Element)。用霍尔元件做成的传感器称为霍尔传感器(Hall Transducer)。

图8-1霍尔元件示意图 a)霍尔效应原理图b)薄膜型霍尔元件结构示意图c)图形符号d)外形霍尔属于四端元件: 其中一对(即a、b端)称为激励电流端,另外一对(即c、d端)称为霍尔电动势输出端,c、d端一般应处于侧面的中点。 由实验可知,流入激励电流端的电流I越大、作用在薄片上的磁场强度B越强,霍尔电动势也就越高。霍尔电动势E H可用下式表示 E H=K H IB(8-1)式中K H——霍尔元件的灵敏度。 若磁感应强度B不垂直于霍尔元件,而是与其法线成某一角度θ时,实际上作用于霍尔元件上的有效磁感应强度是其法线方向(与薄片垂直的方向)的分量,即B cosθ,这时的霍尔电动势为 E H=K H IB cosθ(8-2) 从式(8-2)可知,霍尔电动势与输入电流I、磁感应强度B成正比,且当B的方向改变时,霍尔电动势的方向也随之改变。如果所施加的磁场为交变磁场,则霍尔电动势为同频率的交变电动势。 目前常用的霍尔元件材料是N型硅,霍尔元件的壳体可用塑料、环氧树脂等制造。 二、主要特性参数 (1)输入电阻R i恒流源作为激励源的原因:霍尔元件两激励电流端的直流电阻称为输入电阻。它的数值从几十欧到几百欧,视不同型号的元件而定。温度升高,输入电阻变小,从而使输入电流I ab变大,最终引起霍尔电动势变大。使用恒流源可以稳定霍尔原件的激励电流。 (2)最大激励电流I m激励电流增大,霍尔元件的功耗增大,元件的温度升高,从而引起霍尔电动势的温漂增大,因此每种型号的元件均规定了相应的最大激励电流,它的数值从几毫安至十几毫安。 提问:霍尔原件的最大激励电流I m为宜。 A.0mA B.±0.1 mA C.±10mA D.100mA (4)最大磁感应强度B m磁感应强度超过B m时,霍尔电动势的非线性误差将明显增大,B m的数值一般小于零点几特斯拉。 提问:为保证测量精度,图8-3中的线性霍尔IC的磁感应强度不宜超过为宜。 A.0T B.±0.10T C.±0.15T D.±100Gs

基于线性霍尔元件的位移传感器设计

基于线性霍尔元件的位移传感器设计

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郑州轻工业学院 传感器及应用系统课程设计说明书 基于线性霍尔元件的位移传感器 姓名: 吴富昌 专业班级: 电子信息工程13-01 学号:541301030139 指导老师:陆立平 时间:2016.6.27 -2016.7.1

郑州轻工业学院 课程设计任务书 题目基于线性霍尔元件的位移传感器设计 专业、班级电子信息工程13-01学号39 姓名吴富昌主要内容、基本要求、主要参考资料等: 一、主要内容: 利用线性霍尔元件设计一个位移传感器。 二、基本要求: (1)设计一个位移传感器,并设计相关的信号处理电路。 (2)为达到误差控制要求,需要对霍尔元件的误差进行补偿校正,主要包含霍尔元件的零位误差及补偿和温度误差及补偿。 (3)完成系统框图和电路原理图的设计和绘制,系统理论分析和设计详细明确,有理有据。 (4)信号处理电路应包含激励信号电路、消除不等位电势补偿电路、放大电路、相敏检波电路和低通滤波电路等。 (5)利用软件仿真,得出主要信号输入输出点的波形,根据仿真结果验证设计功能的可行性、参数设计的合理性。 (6)根据模拟结果计算位移传感器的迟滞误差、线性度和灵敏度等参数。 (7)写出3000~5000字的设计报告,主体文本字号为小四号,标题章节字号依照美观合理原则选择,并合理加黑,字体均为宋体。 三、主要参考资料: (1)何金田,张斌主编,传感器原理与应用课程设计指南。哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2009.01. (2)周继明,刘先任、江世明等,传感器技术与应用实验指导及实验报告。长沙:中南大学出版社,2006.08. (3)陈育中,霍尔传感器测速系统的设计,科学技术与工程,2010,10:7529-7532. 完成期限:2016年 6月27 日-2016年 7月1日 指导教师签章: 专业负责人签章: 2016年6月 27 日

霍尔传感器转速测量电路设计

课程设计报告书

2.概述 2.1系统组成框图 系统由传感器、信号预处理电路、处理器、显示器和系统软件等部分组成。传感器部分采用霍尔传感器,负责将电机的转速转化为脉冲信号。信号预处理电路包含待测信号放大、波形变换、波形整形电路等部分,其中放大器实现对待测信号的放大,降低对待测信号的幅度要求,实现对小信号的测量;波形变换和波形整形电路实现把正负交变的信号波形变换成可被单片机接受的TTL/CMOS兼容信号。处理器采用AT89C51单片机,显示器采用8位LED数码管动态显示。本课题采用的是以8051系列的A T89C51单片机为核心开发的霍尔传感器测转速的系统。系统硬件原理框图如图1所示: 图1 系统框图 2.2系统工作原理 转速是工程上一个常用的参数,旋转体的转速常以每分钟的转数来表示。其单位为 r/min。由霍尔元件及外围器件组成的测速电路将电动机转速转换成脉冲信号,送至单片机AT89C51的计数器 T0进行计数,用T1定时测出电动机的实际转速。此系统使用单片机进行测速,采用脉冲计数法,使用霍尔传感器获得脉冲信号。其机械结构也可以做得较为简单,只要在转轴的圆盘上粘上两粒磁钢,让霍尔传感器靠近磁钢,机轴每转一周,产生两个脉冲,机轴旋转时,就会产生连续的脉冲信号输出。由霍尔器件电路部分输出,成为转速计数器的计数脉冲。控制计数时间,即可实现计数器的计数值对应机轴的转速值。单片机CPU将该数据处理后,通过LED显示出来。

2.2.1霍尔传感器 霍尔传感器是对磁敏感的传感元件,由磁钢、霍耳元件等组成。测量系统的转速传感器选用SiKO 的 NJK-8002D 的霍尔传感器,其响应频率为100KHz ,额定电压为5-30(V )、检测距离为10(mm )。其在大电流磁场或磁钢磁场的作用下,能测量高频、工频、直流等各种波形电流。该传感器具有测量精度高、电压范围宽、功耗小、输出功率大等优点,广泛应用在高速计数、测频率、测转速等领域。输出电压4~25V ,直流电源要有足够的滤波电容,测量极性为N 极。安装时将一非磁性圆盘固定在电动机的转轴上,将磁钢粘贴在圆盘边缘,磁钢采用永久磁铁,其磁力较强,霍尔元件固定在距圆盘1-10mm 处。当磁钢与霍尔元件相对位置发生变化时,通过霍尔元件感磁面的磁场强度就会发生变化。圆盘转动,磁钢靠近霍尔元件,穿过霍尔元件的磁场较强,霍尔元件输出低电平;当磁场减弱时,输出高电平,从而使得在圆盘转动过程中,霍尔元件输出连续脉冲信号。这种传感器不怕灰尘、油污,在工业现场应用广泛。 2.2.2转速测量原理 霍尔器件是由半导体材料制成的一种薄片,器件的长、宽、高分别为 l 、b 、d 。若在垂直于薄片平面(沿厚度 d )方向施加外磁场B ,在沿l 方向的两个端面加一外电场,则有一定的电流流过。由于电子在磁场中运动,所以将受到一个洛仑磁力,其大小为:qVB f = 式中:f —洛仑磁力, q —载流子电荷, V —载流子运动速度, B —磁感应强度。 这样使电子的运动轨迹发生偏移,在霍尔元器件薄片的两个侧面分别产生电子积聚或电荷过剩,形成霍尔电场,霍尔元器件两个侧面间的电位差H U 称为霍尔电压。 霍尔电压大小为: H U H R =d B I /??(mV) 式中:H R —霍尔常数, d —元件厚度,B —磁感应强度, I —控制电流 设 H K H R =d /, 则H U =H K d B I /??(mV) H K 为霍尔器件的灵敏系数(mV/mA/T),它表示该霍尔元件在单位磁感应强度和 单位控制电流下输出霍尔电动势的大小。应注意,当电磁感应强度B 反向时,霍尔电动势也反向。图2为霍耳元件的原理结构图。

霍尔元件及其应用

霍尔元件及其应用 霍尔元件及其应用 摘要: 霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器,已发展成一个品种多样的磁传感器产品族,并已得到广泛的应用。本文简要介绍其 工作原理,产品特性及其典型应用。 1 引言 霍尔器件是一种磁传感器。用它们可以检测磁场及其变化,可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。 霍尔器件具有许多优点,它们的结构牢固,体积小,重量轻,寿命长,安装方便,功耗小,频率高(可达1MHZ),耐震动,不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。 霍尔线性器件的精度高、线性度好;霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高(可达μm级)。取用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽,可达-55℃~150℃。 按照霍尔器件的功能可将它们分为: 霍尔线性器件和霍尔开关器件。前者输出模拟量,后者输出数字量。 按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性,后者是检测受检对象上人为设置的磁场,用这个磁场来作被检测的信息的载体,通过它,将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等,转变成电量来进行检测和控制。 2 霍尔效应和霍尔元件 2.1 霍尔效应 如图1所示,在一块通电的半导体薄片上,加上和片子表面垂直的磁场B,在薄片的横向两侧会出现一个电压,如图1中的VH,这种现象就是霍尔效应,是由科学家爱德文·霍尔在1879年发现的。VH称为霍尔电压。

(a)霍尔效应和霍尔元件 这种现象的产生,是因为通电半导体片中的载流子在磁场产生的洛仑兹力的作用下,分别向片子横向两侧偏转和积聚,因而形成一个电场,称作霍尔电场。霍尔电场产生的电场力和洛仑兹力相反,它阻碍载流子继续堆积,直到霍尔电场力和洛仑兹力相等。这时,片子两侧建立起一个稳定的电压,这就是霍尔电压。 在片子上作四个电极,其中C1、C2间通以工作电流I,C1、C2称为电流电极,C3、C4间取出霍尔电压VH,C3、C4称为敏感电极。将各个电极焊上引线,并将片子用塑料封装起来,就形成了一个完整的霍尔元件(又称霍尔片)。 (1) 或(2) 或(3) 在上述(1)、(2)、(3)式中VH是霍尔电压,ρ是用来制作霍尔元件的材料的电阻率,μn是材料的电子迁移率,RH 是霍尔系数,l、W、t分别是霍尔元件的长、宽和厚度,f(I/W)是几何修正因子,是由元件的几何形状和尺寸决定的,I是工作电流,V是两电流电极间的电压,P是元件耗散的功率。由(1)~(3)式可见,在霍尔元件中,ρ、RH、μn决定于元件所用的材料,I、W、t和f(I/W)决定于元件的设计和工艺,霍尔元件一旦制成,这些参数均为常数。因此,式(1)~(3)就代表了霍尔元件的三种工作方式所得的结果。(1)式表示电流驱动,(2)式表示电压驱动,(3)式可用来评估霍尔片能承受的最大功率。 为了精确地测量磁场,常用恒流源供电,令工作电流恒定,因而,被测磁场的磁感应强度B可用霍尔电压来量度。 在一些精密的测量仪表中,还采用恒温箱,将霍尔元件置于其中,令RH保持恒定。 若使用环境的温度变化,常采用恒压驱动,因和RH比较起来,μn随温度的变化比较平缓,因而VH受温度变化的影响较小。 为获得尽可能高的输出霍尔电压VH,可加大工作电流,同时元件的功耗也将增加。(3)式表达了VH能达到的极限——元件能承受的最大功耗。

低功率霍尔集成电路开关TLE4917

Features ? Micro power design ? 2.4 V to 5.5 V battery operation ? High sensitivity and high stability of the magnetic switching points ? High resistance to mechanical stress ? Digital output signal ? Switching for both poles of a magnet (omnipolar)? Programming pin for the switching direction of the output Functional Description The TLE 4917 is an Integrated Hall-Effect Sensor designed specifically to meet the requirements of low-power devices. e.g. as an On/Off switch in Cellular Flip-Phones, with battery operating voltages of 2.4V – 5.5V. Precise magnetic switching points and high temperature stability are achieved through the unique design of the internal circuit. An onboard clock scheme is used to reduce the average operating current of the IC.During the operate phase the IC compares the actual magnetic field detected with the internally compensated switching points. The output Q is switched at the end of each operating phase. During the Stand-by phase the output stage is latched and the current consumption of the device reduced to some μA. The IC switching behaviour is omnipolar, i.e. it can be switched on with either the North or South pole of a magnet. The PRG pin can be connected to V S which holds the output V Q at a High level for B=0mT;conversely the output V Q can be inverted by connecting the PRG pin to GND, which will hold the output V Q at a Low level for B=0mT. In this later case the presence of an adequate magnetic field will cause the output V Q to switch to a High level ( i.e. off state ).Type Marking Ordering Code Package TLE 4917 17s Q62705K 605 P-TSOP6-6-2 Low Power Hall Switch TLE 4917

霍尔元件简介及应用

霍尔元件简介及应用 霍尔元件之作用原理也就是霍尔效应,所谓霍耳效应如图1所示,系指将电流I 通至一物质,并对与电流成正角之方向施加磁场B 时,在电流与磁场两者之直角方向所产生的电位差V 之现象。此电压是在下列情况下所产生的,有磁场B 时,由于弗莱铭(Fleming)左手定则,使洛仁子力(即可使流过物质中之电子或正孔向箭头符号所示之方向弯曲的力量:(Lorentz force)发生作用,而将电子或正孔挤向固定输出端子之一面时所产生。电位差V 之大小通常决定于洛仁子力与藉所发生之电位差而将电子或正孔推回之力(亦即前者之力等于后者之力),而且与电流I 乘以磁场B 之积成比例。比例常数为决定于物质之霍耳常数除以物质在磁场方向之厚度所得之值。 图1 霍尔组件之原理

在平板半导体介质中,电子移动(有电场)的方向,将因磁力的作用(有磁场),而改变电子行进的方向。若电场与磁场互相垂直时,其传导的载子(电子或电洞),将集中于平板的上下两边,因而形成电位差存在的现象。该电位差即霍尔电压(霍尔电压)在实际的霍尔组件中,一般使用物质中之电流载子为电子的N 型半导体材料。将一定之输入施加至霍尔组件时之输出电压,利用上述之关系予以分析时,可以获致下列的结论: (1) 材料性质与霍尔系数乘以电子移动度之积之平方根成正比。 (2) 材料之形状与厚度之平方根之倒数成正比。 由于上述关系,实际的霍尔组件中,可将霍尔系数及电子移动度大的材料加工成薄的十字形予以制成。 图2系表示3~5 端子之霍尔组件的使用方法,在三端子霍尔元件之输出可以产生输入端子电压之大致一半与输出信号电压之和的电压,而在四端子及五端子霍尔组件中,在原理上虽然可以免除输入端子电压的影响,但实际上即使在无磁场时,也有起因于组件形状之不平衡等因素之不平衡电压存在。

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