霍尔式车速传感器

集成霍尔传感器
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集成霍尔传感器一般可分为3种：集成线性霍 尔传感器(也称位置传感器)、集成霍尔开关和 集成霍尔锁存器。它们都具有传感和控制功能。 对本课题要应用的霍尔开关而言，当霍尔器件 所在位置的磁场尚未达到工作点之前，器件以 高电平输出，当磁场增强到工作点(Bon)时， 霍尔片输出的电压U经差分放大器放大后，送 至施密特触发器，使之翻转导通，从而使门电 路输出端由高电平变为低电平，称此为“开” 状态。反之，当磁场减4,N释放点(Bofr)时， 门电路输出端截止，则由低电平变为高电平， 称为“关”状态。
背磁式
隔断式
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同样由永磁体、霍尔开关集成电路和一高 导磁率的叶片组成。方案中使用的磁铁为 柱形磁铁，轴向充磁。 当叶片进入磁铁和芯片之间的空气间隙对， 加于芯片上的磁场被旁路，芯片处的磁感 应强度低于Boff，输出高电平。当叶片离 开时，芯片上磁场恢复，磁感应强度高于 Bon时，输出低电平。于是，当叶片转动时， 芯片将产生相应的脉冲信号。
隔断式方案图
霍尔开关集成电路
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霍尔开关集成电路把稳压器、霍尔电压发 生器、信号放大器、信号变换器和输出驱 动器都集中在一块芯片上。霍尔开关集成 电路中的信号放大器将霍尔元件产生的幅 值随磁场强度变化的霍尔电压UH放大后再 经信号变换器、驱动嚣进行整形、放大后 输出幅值相等、频率变化的方波信号。
霍尔开关集成电路方框图
霍尔传感器的工作特点
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4、输出高低电平的占空比与磁体的占空比 成一定程度的线性关系 5、抗磁场干扰能力强由于器件内部固有的 磁滞特性，使得由于外来杂散磁场及本身 的抖动而引起的磁场强度的少许变化，不 会引发错误的输出信号。
霍尔传感器的触发方式
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三种可能触发类型：端部、滑动和隔断式。 端部方式：磁铁靠近或离开传感器正面，这是最简 单的触发方式，就像按钮开关一样。 滑动方式：在这种方式下磁铁在传感器正面滑动， 预先确定的间隙将磁铁和传感器的正面隔开 隔断方式：磁开关最精确的控制方法，在这种方式 中，磁铁和传感器分别刚性的固定在相距固定气隙 的组件上，当磁铁和传感器之间的空间未被隔开时， 传感器接通。 转速传感器中常用的磁路有背磁式(Back．Biased)、 多极圆环磁铁式和隔断式等。
霍尔开关集成电路的磁滞输出特性
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当磁场下降到低于释放点Bof 耐，输出信号跳变为“关” 状态，再进一步减少磁场， 输出信号保持不变。当磁场 增加时，增加到释放点Bon时， 仍为“关”状态，增加到触 发点Bon时输出跳变为“开” 状态，再增加仍为“开”状 态。这一特性使得输出信号 不会因为输入信号的微小波 动而发生错误的跳变。在霍 尔开关集成电路中，触发点 和释放点是霍尔开关集成电 路的两个重要特性参数，统 称为工作点。
单极性开关输出
双极性开关的输出
集成霍尔传感器
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霍尔集成电路与分立霍尔元件相比，将霍 尔元件和信号处理电路集成在一起，具有 更高的灵敏度和精度，更好的温度稳定性。 同时各种信号处理电路也使霍尔集成电路 的功能更多，是目前用途最为广泛的～类 磁传感器。 集成霍尔传感器主要由霍尔片和放大器组 成，根据不同应用的需要，有的还加了温 度补偿电路、稳压电源或施密特触发器及 开关电路。
线性元件
霍尔开关
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开关包括单极性的和双极性的，单极性开 关只响应磁铁的一个极，当磁场到达某一 数值时，霍尔开关接通，而磁感应强度降 低到某一值以下，霍尔开关断开。这些事 件的触发点叫吸合点和释放点。单极性产 品一般都给出吸合点和释放点的最大和最 小磁感应强度。霍尔开关的技术指标和线 性元件一样，也是灵敏度(以吸合点和释放 点表示)、温度范围和频率响应。
霍尔传感器
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以霍尔效应原理构成的霍尔元件、霍尔集 成电路、霍尔组件通称为霍尔效应磁敏传 感器，简称霍尔传感器。
霍尔元件
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按元件的分类进行讨论，霍尔元件包括线 形元件、开关、锁存器和专用传感器，常 用的霍尔元件为前两种。 线性元件输出的霍尔电压与磁场强度变化 成比例。线性元件的主要参数是灵敏度、 工作温度和频率响应。用此类器件时，只 要选取适当的小磁钢，就可将与小磁钢一 起运动的物体的位置、位移、速度、角度 等信息以电信号的形式传感出来，达到了 自动测量与控制的目的。
霍尔式车速传感器
2011年11月
霍尔效应
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在均匀强磁场B中放入一块板状金属导体， 并与磁场B方向垂直，在金属板中沿与磁场 B垂直的方向通以电流的时候，在金属板上 下表面之间会出现横向电势差UH，这种现 象称为霍尔效应，电势差UH称为霍尔电势 差。 UH=RHIB／d(V)式中RH与导体材料有关，称 为霍尔系数。
霍尔传感器的工作特点
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1、工作电压范围宽：由于其内部已集成有稳 压器，故其在4．5V'-'24V这样一个较宽的范 围内均能正常工作。 2、具有高速响应特性及很高的工作频率：由 于产生霍尔电压的条件与所感应磁体的变化速 率无关，因而可以用来感应快速物体(磁体)的 变化，工作频率可达100kHz。 3、输出信号幅值不变：由于内部开关电路的 作用，其输出幅度与感应物体(磁钢)的速度无 关，不像常用的磁感应式传感器输出信号的幅 度随速度的高低而变化，且低速时易产生信号 丢失的现象。
背磁式
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由永磁铁、霍尔开关集成电路和一高导磁率的 齿轮组成，霍尔芯片位于磁铁和齿轮之间。 应用背磁式时，芯片需要使用差分式，这样随 着齿轮的旋转，差分式芯片中的一个霍尔盘对 着齿，另外一个霍尔盘对着两齿之间的间隙， 从而产生差分信号△B，由△B的值来判断传感 器的“开”和“关”。 对于一般的齿轮来说，这种差分式的应用是可 行的，但是，对于不规则的齿，这种差分式的 应用会出现问题。