基于霍爾效應(yīng)傳感器的應(yīng)用

　　3．1 基本原理 開關(guān)型霍爾效應(yīng)傳感器對磁感應(yīng)強度有一臨界值，磁感應(yīng)強度超過臨界值時霍爾芯片被觸發(fā)輸出。采用順磁物質(zhì)或加大磁通量，可增強磁感應(yīng)強度，鐵質(zhì)齒輪正好能滿足這一要求。

　　3．2 實現(xiàn)方法 將一小型高強度磁體與霍爾芯片封裝在一個傳感器中，磁體與芯片的距離稍大于臨界觸發(fā)距離，這時芯片無輸出，相當于給芯片預(yù)加一磁偏置。當鐵磁質(zhì)接近傳感器時，由于鐵磁質(zhì)產(chǎn)生較強的附加磁場，與原磁感應(yīng)強度方向相同，加強了作用于霍爾芯片的磁感應(yīng)強度，當強度大于臨界觸發(fā)強度時芯片有接近信號輸出。這種傳感器的優(yōu)點是測量速度高達10KHz，且成本低廉。在高溫、高濕、飛花落塵嚴重的惡劣環(huán)境中，性能穩(wěn)定，效果較好。不足的是這種設(shè)計只能檢測鐵磁質(zhì)，作用距離稍近，須選用磁感應(yīng)強度長期穩(wěn)定的磁體。

　　4 霍爾效應(yīng)可逆計量傳感器

　　光電可逆計量傳感器具有較為復(fù)雜的轉(zhuǎn)換電路和機械傳動裝置，價格相對昂貴，安裝精度要求高，存在傳動摩擦，不利于高速連續(xù)運轉(zhuǎn)。利用鎖存型霍爾效傳感器配合簡單的轉(zhuǎn)化電路可實現(xiàn)可逆計量，克服了光電可逆計量傳感器的缺點，性能價格比高。

　　4．1 基本原理 鎖存型霍爾效應(yīng)傳感器A3290具有觸發(fā)鎖存特點，需采用磁體的N、s極交替觸發(fā)才有信號輸出，單極性磁極觸發(fā)不能輸出連續(xù)脈沖，因此N、S極間隔影響輸出脈沖寬度。利用這一特點，合理安排磁極安裝位置，鎖存型霍爾效傳感器可設(shè)計轉(zhuǎn)向判定傳感器，用于可逆計量。

　　圖3霍爾效應(yīng)可逆計量傳感器電路原理

　　4．2 實現(xiàn)方法 雙磁鐵采用非對稱安裝，其中一個磁鐵的s極朝外，另一個N極朝外，參見圖3。假設(shè)s極置位霍爾傳感器HL，N極復(fù)位傳感器，顯然磁極順時針和逆時針分別掠過HL時，輸出脈沖寬度不同。電路中IC為六施密特觸發(fā)器，IC—B和IC—C將HL的輸出信號反相并分為兩路信號，一路輸入到由R1、C1與IC—A構(gòu)成的微分電路，輸出計量脈沖。另一路輸入到由R2、C2與IC—D構(gòu)成的積分電路。合理選取R2、C2參數(shù)，使積分電路對寬脈沖能夠積分到IC—D的輸入門限電壓，而對窄脈沖則不能。顯然磁鐵逆時針轉(zhuǎn)動時IC—D輸出高電平，順時針旋轉(zhuǎn)時IC—D輸出低電平。采樣輪的正反轉(zhuǎn)得到判斷，并輸出可逆計量控制電平。

　　這種傳感器的優(yōu)點是電路簡單，特別適于高速旋轉(zhuǎn)采樣系統(tǒng)，不足的是低速旋轉(zhuǎn)會影響判斷。實際應(yīng)用時為修正低速缺點，采樣輪直徑盡量大，s、N極要盡量靠近。

　　5 結(jié)束語

　　霍爾效應(yīng)傳感器技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛，但其衍生產(chǎn)品大多具有專用特點，價格相對昂貴。基于價格低廉開關(guān)型霍爾傳感器設(shè)計的幾種特殊用法傳感器，電路簡單，可與芯片一起封裝。設(shè)計合適的采樣輪，可實現(xiàn)上述幾種傳感器的相應(yīng)功能，對于簡化設(shè)計、提高穩(wěn)定性、可靠性和降低控制系統(tǒng)成本，具有現(xiàn)實意義。