霍爾式曲軸位置傳感器基本結(jié)構(gòu)與工作原理

霍爾式曲軸位置傳感器也都是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的傳感器。 霍爾效應(yīng)于1879年被美國(guó)約翰?霍普金斯大學(xué)物理學(xué)家霍爾博士首先發(fā)現(xiàn)。當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，在導(dǎo)體的垂直于磁場(chǎng)和電流方向的兩個(gè)端面之間會(huì)出現(xiàn)電勢(shì)差，這一現(xiàn)象便是霍爾效應(yīng)。利用霍爾效應(yīng)制成的元件稱為霍爾元件，利用霍爾元件制成的傳感器都稱為霍爾式傳感器。20世紀(jì)80年代以來(lái)，汽車上應(yīng)用的霍爾式傳感器與日劇增，主要原因在于霍爾式傳感器有兩個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)：一是輸出電壓信號(hào)近似于方波信號(hào)；二是輸出電壓高低與被測(cè)物體的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。霍爾式傳感器與磁感應(yīng)式傳感器不同的是需要外加電源。 本人主要探討的是霍爾式曲軸位置傳感器。

基本結(jié)構(gòu)

霍爾式曲軸位置傳感器主要由觸發(fā)葉輪、霍爾集成電路、導(dǎo)磁鋼片與永久磁鐵等組成。觸發(fā)葉輪安裝在轉(zhuǎn)子軸上，葉輪上制有葉片。當(dāng)觸發(fā)葉輪隨轉(zhuǎn)子軸一同轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片便在霍爾集成電路與永久磁鐵之間轉(zhuǎn)動(dòng)。霍爾集成電路由霍爾元件、放大電路、穩(wěn)壓電路、溫度補(bǔ)償電路、信號(hào)變換電路和輸出電路等組成。

工作原理

當(dāng)傳感器軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，觸發(fā)葉輪的葉片便從霍爾集成電路與永久磁鐵之間的氣隙中轉(zhuǎn)過(guò)：當(dāng)葉片離開氣隙時(shí)，永久磁鐵的磁通便經(jīng)霍爾集成電路和導(dǎo)磁鋼片構(gòu)成回路，此時(shí)霍爾元件產(chǎn)生電壓UH，霍爾集成電路輸出級(jí)的晶體管導(dǎo)通，曲軸位置傳感器輸出的信號(hào)電壓U0為低電平。當(dāng)葉片進(jìn)入氣隙時(shí)，霍爾集成電路中的磁場(chǎng)被葉片旁路，霍爾電壓UH為零，集成電路輸出級(jí)的晶體管截止，傳感器輸出的信號(hào)電壓U0為高電平。