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浅叙霍尔电宣传感器的路理及使用

发布时间:2024-03-29 04:19:42

来源:牛宝体育app

  通过先容开环式霍尔电宣扬感器的管事道理,正在此本原上提出了一种能够输出精准直流偏置电压的直流霍尔电宣扬感器电道,并通过试验实行了验证。

  近年来,霍尔电宣扬感器产物因拥有精良的精度及线性度、检测电压与输出信号高度分隔、高牢靠性、低功耗以及维修更调便利等甜头,平常操纵于航空、航天、通讯、仪表、冶金以及铁道等军品和民品界限。正在良多操纵中条件霍尔电宣扬感器的零点输出为基准的2.5V,即检测电流为零时,传感器输出电压为2.5V,当检测电流为负对象时,传感器输出电压为一个幼于2.5V的电压值,当检测电流正对象时,传感器输出电压为一个大于2.5V的电压值,检测电流与输出电压变革成线性干系。目前,常例的霍尔元件零点输出电压为供电电压的一半,而良多霍尔电宣扬感器的供电电压不是*确的固定值,而是一个规模,如4.5~5.5V等,如许会导致霍尔电宣扬感器的零点电压输出不巩固,以至赶上原则值。

  本文方便先容了开环霍尔电宣扬感器的管事道理,并依据其操纵安排了一个布局方便、本钱低以及体积幼的电道,用于检测高达数百安培的直流电流信号并分隔输出一个有精准2.5V直流偏置电压且与检测电流成线性干系的电压信号。

  依据安培定律,原边被测电流I×N将出现与电流成正比的磁场B1,启齿磁环气隙内的磁敏芯片直接衡量B的强弱,输出霍尔电压V,V经线性放大后输出电压信Uo。当被检测电流为零时,启齿磁环内零磁通,磁敏芯片的零点输出电压为供电电压的一半,即V+/2,当有被检测电流穿过启齿磁环时,启齿磁环气隙内的霍尔芯片会检测到磁环的磁通变革,将正在零点电压的本原上输出一个与磁通变革量成正比的电压值,即:

  式中,OUT为磁敏芯片的输出电压,V+/2为零点输出电压,ΔV为磁敏芯片的敏捷度,即单元磁通变革惹起的电压变革量,K为通过表围电阻调动的放大倍数。如图1所示,当磁力线从磁敏芯片的正面笔直穿落后,芯片将输出一个正向的变革量电压,即ΔV>0,反之则输出负电压变革量,即ΔV<0。

  当传感器供电电压为5V时,遵守式(1),传感器会输出一个有2.5V偏置电压且与电流成线性比例的电压信号,但倘若供电电压不*确或者偏差规模较大时,传感器输出电压的直流偏置将不*确或相应地的偏差较大,如供电电压为4.6V时,传感器的零点偏置电压将是2.3V,偏差太大。

  目前,业界有精准直流偏置电压输出的霍尔电宣扬感器操纵较少。常例做法是先分隔传感器的直流偏置电压,只输出一个与原边电流成线性干系的零偏置电压信号,然后再应用运放加法器加上一个由基准稳压源获得的2.5V基准电压信号,该完成体例电道相对庞杂。

  本文正在上述开环式霍尔电宣扬感器电道的本原上推广方便的电子元器件,通过升压正在肯定例模内变革的低压供电信号,然后历程基准稳压电道变换成一个+5.0V的基准电压,以给磁敏检测电道供电,从而出现一个2.5V的基准零点偏置电压。磁敏检测电道检测启齿磁环内的磁场强度并转换成与之成线性干系的电压信号,与基准的2.5V叠加,历程电压陪同电道后输出,即完成上述有2.5V直流偏置电压输出的直流线性霍尔电宣扬感器输出。该电道由升压电道、基准稳压电道、磁敏检测电道以及电压陪同电道构成,道理框图如图2所示。

  寻常管事时,4.5~5.5V规模内的直流供电电压经升压电道升至肯定值Vbst,如12V或其他可设定值,Vbst经基准稳压电道变换成*确的+5.0V,以给磁敏检测电道供电。磁敏检测电道检测启齿磁环内的磁场强度并输出一有偏置电压的直流电压Vo1,且有:

  式中,2.5V为磁敏检测电道的零点输出电压,该电压为磁敏检测电道供电电压的一半,K为磁敏检测电道放大倍数,可由表部电阻等调动,ΔV为磁敏检测电道的敏捷度,即单元检测电流变革惹起的磁敏芯片输出电压变革量,该变革量由磁敏芯片内部的霍尔器件决断。Vo1历程电压陪同电道后直接输出Vout,电压陪同器的感化是提升传感器电道的带载才力,避免表接负载对传感器的输出电压变成影响。

  通常传感器供电电源并不是*确的5.0V,而是一个电压规模,如4.5~5.5V,而磁敏芯片零磁通时的输出电压为供电电压的一半,为保障供电电压正在许诺规模内变革时磁敏芯片的零点输出巩固,须要为磁敏芯片供给一个精准的5V供电电压,即须要将4.5~5.5V供电电压抬高后再变换成*确巩固的5V电压。其道理图如图3。U1为升压芯片,能够将4.5~5.5V供电电压抬升至11.4~12.6V,*大输出电流50mA,无需电感,表围器件少,拥有短道护卫及过温护卫等成效。

  因为磁敏芯片的输出电压为供电电压的一半,因而为了使磁敏芯片取得精准的2.5V输出电。

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