霍爾元件在汽車(chē)傳感器中的應(yīng)用(上篇)
隨著汽車(chē)電子控制技術(shù)的發(fā)展,傳感器作為汽車(chē)電子控制系統(tǒng)的信息源,廣泛應(yīng)用在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、車(chē)身的各個(gè)系統(tǒng)中。汽車(chē)傳感器就是利用各種原理效應(yīng)和規(guī)律作為依據(jù),把汽車(chē)運(yùn)行的各種狀態(tài)信息,由非電量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸人給汽車(chē)控制單元。
利用霍爾效應(yīng)的傳感器由于具有結(jié)構(gòu)牢固,體積小,重量輕,壽命長(zhǎng),安裝方便,功耗小,頻率高,耐震動(dòng),不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕,工作溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn),霍爾元件在汽車(chē)傳感器上得到了大量的使用。

霍爾元件的輸出電壓信號(hào)與被測(cè)量物體的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。它是將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)測(cè)量,所以即使轉(zhuǎn)速是零或者理論上轉(zhuǎn)速極限快,其均可以滿足轉(zhuǎn)速的測(cè)量,因此現(xiàn)代汽車(chē)轉(zhuǎn)速傳感器開(kāi)始大量使用霍爾元件。
汽車(chē)上常用的轉(zhuǎn)速傳感器主要有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、車(chē)速傳感器和車(chē)輪輪速傳感器等,霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器在測(cè)量轉(zhuǎn)速時(shí),被測(cè)量轉(zhuǎn)子部件會(huì)經(jīng)過(guò)傳感器的前端,引起磁場(chǎng)的相應(yīng)變化,如圖2(a)所示。當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件穿過(guò)霍爾元件產(chǎn)生磁力線較為分散的區(qū)域時(shí),磁場(chǎng)相對(duì)較弱,如圖2(b)所示。當(dāng)穿過(guò)產(chǎn)生磁力線較為集中的區(qū)域時(shí),磁場(chǎng)就相對(duì)較強(qiáng)?;魻柺睫D(zhuǎn)速傳感器就是通過(guò)磁力線密度的變化,在磁力線穿過(guò)傳感器上的感應(yīng)元件時(shí)產(chǎn)生霍爾電壓?;魻柺睫D(zhuǎn)速傳感器的霍爾元件在產(chǎn)生雀爾電壓后,會(huì)將其轉(zhuǎn)換為交變電信號(hào),最后傳感器的內(nèi)置電路會(huì)將信號(hào)調(diào)整和放大,輸出矩形脈沖信號(hào)。
霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)量必須配合磁場(chǎng)的變化,因此在霍爾轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量非鐵磁材質(zhì)的設(shè)備時(shí),需要事先在旋轉(zhuǎn)物體上安裝專(zhuān)門(mén)的磁鐵物質(zhì),用以改變傳感器周?chē)拇艌?chǎng),這樣霍爾轉(zhuǎn)速傳感器才能準(zhǔn)確的捕捉到物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器相對(duì)于電磁式和光電式轉(zhuǎn)速傳感器具有以下優(yōu)勢(shì):輸出信號(hào)電壓幅值不受轉(zhuǎn)速影響;頻率響應(yīng)高,其頻率高達(dá)20 kHz, 相當(dāng)于車(chē)速為1000km/h時(shí)所檢測(cè)的信號(hào)頻率;對(duì)電磁波的抗干擾能力強(qiáng),不會(huì)因環(huán)境的因素而產(chǎn)生誤差。
利用霍爾效應(yīng)的傳感器由于具有結(jié)構(gòu)牢固,體積小,重量輕,壽命長(zhǎng),安裝方便,功耗小,頻率高,耐震動(dòng),不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕,工作溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn),霍爾元件在汽車(chē)傳感器上得到了大量的使用。

汽車(chē)上常用的轉(zhuǎn)速傳感器主要有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、車(chē)速傳感器和車(chē)輪輪速傳感器等,霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器在測(cè)量轉(zhuǎn)速時(shí),被測(cè)量轉(zhuǎn)子部件會(huì)經(jīng)過(guò)傳感器的前端,引起磁場(chǎng)的相應(yīng)變化,如圖2(a)所示。當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件穿過(guò)霍爾元件產(chǎn)生磁力線較為分散的區(qū)域時(shí),磁場(chǎng)相對(duì)較弱,如圖2(b)所示。當(dāng)穿過(guò)產(chǎn)生磁力線較為集中的區(qū)域時(shí),磁場(chǎng)就相對(duì)較強(qiáng)?;魻柺睫D(zhuǎn)速傳感器就是通過(guò)磁力線密度的變化,在磁力線穿過(guò)傳感器上的感應(yīng)元件時(shí)產(chǎn)生霍爾電壓?;魻柺睫D(zhuǎn)速傳感器的霍爾元件在產(chǎn)生雀爾電壓后,會(huì)將其轉(zhuǎn)換為交變電信號(hào),最后傳感器的內(nèi)置電路會(huì)將信號(hào)調(diào)整和放大,輸出矩形脈沖信號(hào)。

霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)量必須配合磁場(chǎng)的變化,因此在霍爾轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量非鐵磁材質(zhì)的設(shè)備時(shí),需要事先在旋轉(zhuǎn)物體上安裝專(zhuān)門(mén)的磁鐵物質(zhì),用以改變傳感器周?chē)拇艌?chǎng),這樣霍爾轉(zhuǎn)速傳感器才能準(zhǔn)確的捕捉到物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器相對(duì)于電磁式和光電式轉(zhuǎn)速傳感器具有以下優(yōu)勢(shì):輸出信號(hào)電壓幅值不受轉(zhuǎn)速影響;頻率響應(yīng)高,其頻率高達(dá)20 kHz, 相當(dāng)于車(chē)速為1000km/h時(shí)所檢測(cè)的信號(hào)頻率;對(duì)電磁波的抗干擾能力強(qiáng),不會(huì)因環(huán)境的因素而產(chǎn)生誤差。
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