線性霍爾元件在檢測(cè)范圍可調(diào)接近開關(guān)中的應(yīng)用
目前市場(chǎng)上所出售的位置檢測(cè)傳感器普遍存在體積大、測(cè)量范圍小、測(cè)量范圍基本固定的缺點(diǎn)而不適用于直線驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的極限位置檢測(cè),因此課題組設(shè)計(jì)并制作了基于線性霍爾元件的檢測(cè)范圍可調(diào)接近開關(guān)。
這種接近開關(guān)可以把機(jī)械安裝位置的微調(diào)轉(zhuǎn)換為對(duì)電器元件參數(shù)的調(diào)整,即可以通過(guò)調(diào)節(jié)電器元件的參數(shù)實(shí)現(xiàn)傳感器檢測(cè)范圍的調(diào)整,這樣,降低了對(duì)傳感器安裝精度的要求,易于實(shí)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)四個(gè)分支桿初始極限位的統(tǒng)一調(diào)整。
霍爾器件是一種以霍爾效應(yīng)為工作基礎(chǔ)的磁傳感器,用它們可以檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化,可在各種與磁場(chǎng)有關(guān)的場(chǎng)合中使用?;魻栃?yīng),是由科學(xué)家愛(ài)德文.霍爾在1879年發(fā)現(xiàn)的,是指在一塊通電的半導(dǎo)體薄片上,加上和薄片表面垂直的磁場(chǎng)B,在薄片的橫向兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)電壓。UN稱為霍爾電壓,電極c與電極d間通以工作電流I,電極a與電極b間取出霍爾電壓UI。在I恒定時(shí),霍爾電壓UN與磁場(chǎng)強(qiáng)度B成正比。
電路工作原理
當(dāng)移動(dòng)副移動(dòng)部件帶著磁鋼向HX6689靠近時(shí),HX6689輸出引腳的電壓輸出值增加,運(yùn)算放大器同相輸入端輸入電壓V+增加,當(dāng)V,大于用戶設(shè)定閥值V+時(shí),運(yùn)算放大器輸出發(fā)生偏轉(zhuǎn),光電耦合器TIL117的發(fā)光二極管正向?qū)òl(fā)光,使得TIL117光敏三極管飽和,拉低limit output 點(diǎn)電位,輸出有效信號(hào)。
檢測(cè)范圍設(shè)定
HX6689的輸出電壓代表移動(dòng)副的移動(dòng)距離,接入運(yùn)算放大器的通向輸入端。用戶通過(guò)調(diào)節(jié)精密可調(diào)電阻R。的阻值改變運(yùn)算放大器的反向輸入端輸入電壓V-,作為位置檢測(cè)傳感器的設(shè)定值。其中:

根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得磁場(chǎng)方向不發(fā)生改變時(shí)HX6689輸出電壓范圍為(+2.95V,+6V)。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)工作電流小,能耗較低的原則兼顧電器元器件的電器參數(shù)分別取R2、R7為1KQ,R6取值50KQ ,供電電壓取5V。用戶檢測(cè)范圍所對(duì)應(yīng)的運(yùn)算放大器反向輸入電壓調(diào)整范圍為:

設(shè)R。阻值為R千歐姆,則有:

顯然,當(dāng)電路供電電壓U恒定時(shí),用戶設(shè)定檢測(cè)范圍越小越靠近0處時(shí),可調(diào)電阻的調(diào)節(jié)范圍越大,利于檢測(cè)距離的精密設(shè)定。
這種接近開關(guān)可以把機(jī)械安裝位置的微調(diào)轉(zhuǎn)換為對(duì)電器元件參數(shù)的調(diào)整,即可以通過(guò)調(diào)節(jié)電器元件的參數(shù)實(shí)現(xiàn)傳感器檢測(cè)范圍的調(diào)整,這樣,降低了對(duì)傳感器安裝精度的要求,易于實(shí)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)四個(gè)分支桿初始極限位的統(tǒng)一調(diào)整。

霍爾器件是一種以霍爾效應(yīng)為工作基礎(chǔ)的磁傳感器,用它們可以檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化,可在各種與磁場(chǎng)有關(guān)的場(chǎng)合中使用?;魻栃?yīng),是由科學(xué)家愛(ài)德文.霍爾在1879年發(fā)現(xiàn)的,是指在一塊通電的半導(dǎo)體薄片上,加上和薄片表面垂直的磁場(chǎng)B,在薄片的橫向兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)電壓。UN稱為霍爾電壓,電極c與電極d間通以工作電流I,電極a與電極b間取出霍爾電壓UI。在I恒定時(shí),霍爾電壓UN與磁場(chǎng)強(qiáng)度B成正比。
電路工作原理
當(dāng)移動(dòng)副移動(dòng)部件帶著磁鋼向HX6689靠近時(shí),HX6689輸出引腳的電壓輸出值增加,運(yùn)算放大器同相輸入端輸入電壓V+增加,當(dāng)V,大于用戶設(shè)定閥值V+時(shí),運(yùn)算放大器輸出發(fā)生偏轉(zhuǎn),光電耦合器TIL117的發(fā)光二極管正向?qū)òl(fā)光,使得TIL117光敏三極管飽和,拉低limit output 點(diǎn)電位,輸出有效信號(hào)。
檢測(cè)范圍設(shè)定
HX6689的輸出電壓代表移動(dòng)副的移動(dòng)距離,接入運(yùn)算放大器的通向輸入端。用戶通過(guò)調(diào)節(jié)精密可調(diào)電阻R。的阻值改變運(yùn)算放大器的反向輸入端輸入電壓V-,作為位置檢測(cè)傳感器的設(shè)定值。其中:

根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得磁場(chǎng)方向不發(fā)生改變時(shí)HX6689輸出電壓范圍為(+2.95V,+6V)。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)工作電流小,能耗較低的原則兼顧電器元器件的電器參數(shù)分別取R2、R7為1KQ,R6取值50KQ ,供電電壓取5V。用戶檢測(cè)范圍所對(duì)應(yīng)的運(yùn)算放大器反向輸入電壓調(diào)整范圍為:

設(shè)R。阻值為R千歐姆,則有:

顯然,當(dāng)電路供電電壓U恒定時(shí),用戶設(shè)定檢測(cè)范圍越小越靠近0處時(shí),可調(diào)電阻的調(diào)節(jié)范圍越大,利于檢測(cè)距離的精密設(shè)定。
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