速度傳感器Q2H6

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速度傳感器,可分為直流式和交流式兩種。備堅(jiān)固的環(huán)保外殼，并使用非接觸的可靠檢測(cè)原理以避免危急情況。傾角傳感器提供運(yùn)動(dòng)控制或關(guān)鍵傾斜限位檢測(cè)的角度反饋。旋轉(zhuǎn)式速度傳感器與運(yùn)動(dòng)物體直接接觸。當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體與旋轉(zhuǎn)式速度傳感器接觸時(shí)，摩擦力帶動(dòng)傳感器的滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)。裝在滾輪上的轉(zhuǎn)動(dòng)脈沖傳感器，發(fā)送出一連串的脈沖。每個(gè)脈沖代表著一定的距離值，從而就能測(cè)出線速度。電磁感應(yīng)式，在轉(zhuǎn)動(dòng)的軸上安裝齒輪，外側(cè)是電磁線圈，轉(zhuǎn)動(dòng)是由于輪齒間隙通過(guò)，方波變化的電壓，再推算出轉(zhuǎn)速。旋轉(zhuǎn)式速度傳感器與運(yùn)動(dòng)物體無(wú)直接接觸，葉輪的葉片邊緣貼有反射膜，流體流動(dòng)時(shí)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一周光纖傳輸反光一次，產(chǎn)生一個(gè)電脈沖信號(hào)。可由檢測(cè)到的脈沖數(shù)，計(jì)算出速度。

根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成霍爾元件，它有對(duì)磁場(chǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、頻率響應(yīng)寬、 輸出電壓變化大和使用壽命長(zhǎng)等點(diǎn)，因此，在測(cè)量、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用。 
通過(guò)該實(shí)驗(yàn)可以了解霍爾效應(yīng)的物理原理以及把物理原理應(yīng)用到測(cè)量技術(shù)中的基本過(guò)程。 
當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)方向通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，在垂直于磁場(chǎng)和電流方向的導(dǎo)體的兩個(gè)端面之間出現(xiàn)電勢(shì)差的現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，該電勢(shì)差稱為霍爾電勢(shì)差（霍爾電壓）。 
【詳細(xì)】 所謂霍爾效應(yīng)，是指磁場(chǎng)作用于載流金屬導(dǎo)體、半導(dǎo)體中的載流子時(shí)，產(chǎn)生橫向電位差的物理現(xiàn)象。金屬的霍爾效應(yīng)是1879年被物理學(xué)家霍爾發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)電流通過(guò)金屬箔片時(shí)，若在垂直于電流的方向施加磁場(chǎng)，則金屬箔片兩側(cè)面會(huì)出現(xiàn)橫向電位差。半導(dǎo)體中的霍爾效應(yīng)比金屬箔片中更為明顯，而鐵磁金屬在居里溫度以下將呈現(xiàn)*的霍爾效應(yīng)。 
利用霍爾效應(yīng)可以設(shè)計(jì)制成多種傳感器?；魻栯娢徊頤H的基本關(guān)系為 
UH=RHIB/ （18） 
RH=1/nq（金屬） （19） 
式中 RH&mash;&mash;霍爾系數(shù)： 
n&mash;&mash;載流子濃度或自由電子濃度； 
q&mash;&mash;電子電量； 
I&mash;&mash;通過(guò)的電流； 
B&mash;&mash;垂直于I的磁感應(yīng)強(qiáng)度； 
&mash;&mash;導(dǎo)體的厚度。 
對(duì)于半導(dǎo)體和鐵磁金屬，霍爾系數(shù)表達(dá)式與式（19）不同，此處從略。 
由于通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，其大小與導(dǎo)線中的電流成正比，故可以利用霍爾元件測(cè)量出磁場(chǎng)，就可確定導(dǎo)線電流的大小。利用這一原理可以設(shè)計(jì)制成霍爾電流傳感器。其點(diǎn)是不與被測(cè)電路發(fā)生電接觸，不影響被測(cè)電路，不消耗被測(cè)電源的功率，特別于大電流傳感。 
若把霍爾元件置于電場(chǎng)強(qiáng)度為E、磁場(chǎng)強(qiáng)度為H的電磁場(chǎng)中，則在該元件中將產(chǎn)生電流I，元件上同時(shí)產(chǎn)生的霍爾電位差與電場(chǎng)強(qiáng)度E成正比，如果再測(cè)出該電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，則電磁場(chǎng)的功率密度瞬時(shí)值P可由P=EH確定。 
利用這種方法可以構(gòu)成霍爾功率傳感器。 
如果把霍爾元件集成的開(kāi)關(guān)按預(yù)定位置有規(guī)律地布置在物體上，當(dāng)裝在運(yùn)動(dòng)物體上的永磁體經(jīng)過(guò)它時(shí)，可以從測(cè)量電路上測(cè)得脈沖信號(hào)。根據(jù)脈沖信號(hào)列可以傳感出該運(yùn)動(dòng)物體的位移。若測(cè)出單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)，則可以確定其運(yùn)動(dòng)速度。 補(bǔ)充： 
霍爾效應(yīng)在應(yīng)用技術(shù)中特別重要。 
霍爾發(fā)現(xiàn)，如果對(duì)位于磁場(chǎng)(B)中的導(dǎo)體()施加一個(gè)電壓(Iv)，該磁場(chǎng)的方向垂直于所施加電壓的方向，那么則在既與磁場(chǎng)垂直又和所施加電流方向垂直的方向上會(huì)產(chǎn)生另一個(gè)電壓(UH)，人們將這個(gè)電壓叫做霍爾電壓，產(chǎn)生這種現(xiàn)象被稱為霍爾效應(yīng)。 
好比一條路, 本來(lái)大家是均勻的分布在路面上, 往前移動(dòng). 當(dāng)有磁場(chǎng)時(shí), 大家可能會(huì)被推到靠路的右邊行走. 故路 (導(dǎo)體) 的兩側(cè), 就會(huì)產(chǎn)生電壓差. 這個(gè)就叫&lquo;霍爾效應(yīng)&rquo;。 
根據(jù)霍爾效應(yīng)做成的霍爾器件，就是以磁場(chǎng)為工作媒體，將物體的運(yùn)動(dòng)參量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字電壓的形式輸出，使之備傳感和開(kāi)關(guān)的功能。 
訖今為止，已在現(xiàn)代汽車上廣泛應(yīng)用的霍爾器件有：在分電器上作信號(hào)傳感器、S系統(tǒng)中的速度傳感器、汽車速度表和里程表、液體物理量、各種用電負(fù)載的電流檢測(cè)及工作狀態(tài)診斷、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及曲軸角度傳感器、各種開(kāi)關(guān)，等等。 
例如:汽車點(diǎn)火系統(tǒng)，設(shè)計(jì)者將霍爾傳感器放在分電器內(nèi)取代機(jī)械斷電器，用作點(diǎn)火脈沖發(fā)生器。這種霍爾式點(diǎn)火脈沖發(fā)生器隨著轉(zhuǎn)速變化的磁場(chǎng)在帶電的半導(dǎo)體層內(nèi)產(chǎn)生脈沖電壓，控制電控單元（ECU）的初級(jí)電流。相對(duì)于機(jī)械斷電器而言，霍爾式點(diǎn)火脈沖發(fā)生器無(wú)磨損免維護(hù)，能夠適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，還能 確地控制點(diǎn)火正時(shí)，能夠較大幅度提發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，有明顯的勢(shì)。 
用作汽車開(kāi)關(guān)電路上的功率霍爾電路，有抑制電磁干擾的作用。許多人都知道，轎車的自動(dòng)化程度越，微電子電路越多，就越怕電磁干擾。而在汽車上有許多燈和電器件，尤其是功率較大的前照燈、空調(diào)電機(jī)和雨刮器電機(jī)在開(kāi)關(guān)時(shí)會(huì)產(chǎn)生浪涌電流，使機(jī)械式開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)產(chǎn)生電弧，產(chǎn)生較大的電磁干擾信號(hào)。采用功率霍爾開(kāi)關(guān)電路可以減小這些現(xiàn)象。 
霍爾器件通過(guò)檢測(cè)磁場(chǎng)變化，轉(zhuǎn)變?yōu)樘?hào)輸出，可用于監(jiān)視和測(cè)量汽車各部件運(yùn)行參數(shù)的變化。例如位置、位移、角度、角速度、轉(zhuǎn)速等等，并可將這些變量進(jìn)行二次變換；可測(cè)量壓力、、液位、流速、流量等。霍爾器件輸出量直接與電控單元接口，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)。目前的霍爾器件都可承受一定的振動(dòng)，可在零下40攝氏度到零上150攝氏度范圍內(nèi)工作，全部密封不受水油污染，*適應(yīng)汽車的惡劣工作環(huán)境。 
霍爾效應(yīng)的定義 
定義1： 
霍爾效應(yīng)是指當(dāng)施加的外磁場(chǎng)垂直于半導(dǎo)體中流過(guò)的電流時(shí),會(huì)在半導(dǎo)體垂直于磁場(chǎng)和電流的方向上產(chǎn)生霍爾電動(dòng)勢(shì) 
速磁浮列車磁場(chǎng)主要分布在列車和軌道之間很小的空氣隙中,氣隙磁場(chǎng)是一個(gè)恒定磁場(chǎng)和交變磁場(chǎng)的疊加磁場(chǎng),而且磁感應(yīng)強(qiáng)度很大,大可達(dá)1 2T.針對(duì)速磁浮列車磁場(chǎng)分布的性,設(shè)計(jì)了一套兩自由度磁場(chǎng)的閉環(huán)自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于PC機(jī),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)列車磁場(chǎng)中的固定點(diǎn)和一段距離上的磁場(chǎng)大小的自動(dòng)化測(cè)量,并將測(cè)量數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)以便于進(jìn)一步處理分析。在列車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)磁場(chǎng)的實(shí)際測(cè)量中,該系統(tǒng)性能穩(wěn)定,測(cè)量范圍可達(dá)0～1 5T. 
定義2： 
種現(xiàn)象即稱為霍爾效應(yīng).UH稱為霍爾電勢(shì)其大小可表示為：圖回霍爾效應(yīng)原理圖式中RH稱為霍爾系數(shù)由半導(dǎo)體材料的性質(zhì)決定 
介紹了霍爾傳感器在測(cè)量交流電參量中的應(yīng)用，著重分析了采用單片機(jī)及霍爾元件測(cè)量電功率的幾種方法及其缺點(diǎn)，并提出了本文采用的方法。 
定義3： 
這個(gè)現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng),所產(chǎn)生的電壓差&elta;U稱為霍爾電壓差(也稱霍爾電壓).如圖1所示.由經(jīng)典電子理論可以解釋霍爾電壓產(chǎn)生的原因 
大電流、大電壓的測(cè)量一直是困擾工程測(cè)量學(xué)的難題。本文著重探討了霍爾效應(yīng)應(yīng)用于測(cè)量大電流的工作原理、數(shù)學(xué)推算以及應(yīng)用中需要注意的幾個(gè)問(wèn)題。力圖尋求將新技術(shù)用于工程測(cè)量中難點(diǎn)問(wèn)題的理論依據(jù) 
定義4： 
一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng).產(chǎn)生前電動(dòng)勢(shì)稱為霍爾電勢(shì)半導(dǎo)體薄片稱為霍爾元件如圖1所示.2．2感應(yīng)式相序測(cè)定儀的工作原理在IOKV線路中B相置于三相線路中間所以只要確定左右兩線路的相位即可測(cè)定相序 
基于霍爾效應(yīng)，采用霍爾元件集成電路將壓線路相序的測(cè)定工作簡(jiǎn)單化，使相序測(cè)定工作、準(zhǔn)確，為大范圍的配電網(wǎng)技術(shù)改造工作提供了得力的工。 
定義5： 
l霍爾元件的工作原理圖l霍爾效應(yīng)原理圖f市r磁場(chǎng)中的靜止載流體,其電流I的療向與磁場(chǎng)H的方向之間有夾角a時(shí),則在載流體中平行丁H、I的兩側(cè)面之間將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),這‘物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng) 
本文介紹了桑塔納2000型轎車霍爾傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理。 
定義6： 
1 引言物理學(xué)家霍爾于1879年在實(shí)驗(yàn)中發(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)端面之間出現(xiàn)了電勢(shì)差,這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng) 
只要不等位電勢(shì)差不為零 ,則測(cè)量值就會(huì)出現(xiàn)&lquo;臺(tái)階&rquo; ,而不等位電勢(shì)差大于霍爾電壓是發(fā)生負(fù)號(hào)突變的根源 
定義7： 
2霍爾元件在磁場(chǎng)中垂直放置一塊通有電流的金屬或半導(dǎo)體薄片薄片的兩側(cè)之間就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng).霍爾元件是在霍爾效應(yīng)原理基礎(chǔ)上制成的 
霍爾傳感器是一種性能良的磁敏傳感器，在煤炭科研和技術(shù)革新中有著廣泛的應(yīng)用前景。文章簡(jiǎn)述了霍爾元件和霍爾集成電路及工作原理，并通過(guò)幾個(gè)應(yīng)用實(shí)例介紹了霍爾傳感器在煤炭工業(yè)中的應(yīng)用情況。