霍尔 速度传感器：霍尔效应式转速传感器

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霍尔效应式转速传感器
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霍尔式转速传感器属于霍尔式传感器，是利用霍尔效应的原理制成的，利用霍尔效应使位移带动霍尔元件在磁场中运动产生霍尔电势，即把位移信号转换成电势变化信号的传感器。
中文名
霍尔效应式转速传感器
测量范围
1～ r/min（1P/R）
输出波形
矩形脉冲波
电    源
DC　12±0.5V
目录
1
物理定义
?
原理
?
转速传感器
2
主要技术指标
霍尔效应式转速传感器物理定义
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霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是美国物理学家霍尔（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的
导电机构时发现的。当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象便是霍尔效应。
霍尔效应式转速传感器原理
霍尔效应的本质是：固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。大量的研究揭示：参加材料导电过程的不仅有带负电的电子，还有带正电的空穴。
霍尔效应式转速传感器转速传感器
霍尔式转速传感器属于霍尔式传感器，是利用霍尔效应的原理制成的，利用霍尔效应使位移带动霍尔元件在磁场中运动产生霍尔电热，即把位移信号转换成电热变化信号的传感器。霍尔效应式转速传感器是小型封闭式转速传感器。通过联轴节与与被测轴连接当转轴旋转时，将转角转换成电脉冲信号，供二次仪表使用。该传感器具有体积小，结构简单，无触点，启动力矩小等特点，使用寿命长，可靠性高，频率特性好，并可进行连续测量。霍尔转速传感器是一种小型封闭式传感器，具有性能稳定、功耗小、抗干扰能力强、使用温度范围宽等优点。其原理是当磁力线穿过传感器上感应元件时产生霍尔电势经过霍尔芯片的放大整形后，成力电信号供二次仪表使用。使用时，只要在旋转物体上粘一块小磁钢，传感器固定在离磁钢一定距离内，对准磁钢S极即可进行测量。霍尔元件测量误差及补偿霍尔元件在使用中，存在多种因素影响测量精度，主要原因有两类：半导体制造工艺和半导体固有特性。其表现为零位误差和温度而引起的测量误差。霍尔式转速传感器有几种不同的结构。磁性转盘的输入轴与被 测转轴相连，当被测转轴转动时，磁性转盘随之转动，固定在磁性转盘附近的霍尔传感器便可在每一个小磁铁通过时产生一个相应的脉冲，检测出现单位时间的脉冲数，便可知被测转速。磁性转盘上的小磁铁数目的多少决定了传感器测量转速的分辨率。
霍尔效应式转速传感器主要技术指标
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霍尔效应式转速传感器输出信号幅值：高电平5±0.5V，低电平<0.5V工作条件：环境温度0～40℃　相对湿度：≤85%外形尺寸：?52×109㎜重量：210 g霍尔转速传感器测量范围：1Hz~45KHz输出方式：低电平有效，驱动能力不小于15mA输出信号：波形：矩形波幅值：高电平接近供电电源，低电平≤0.5V供电电源：（4.5~24）VDC，（12~18）V最值每转脉冲数：与贴的磁片数量一致检测距离：≤4mm正常工作条件温度：-20℃~+80℃相对湿度：不大于85%大气压力：86KPa~106KPa周围无爆炸性、腐蚀性气体外形及开孔尺寸总长：L+21.9（不包括输出导线）外螺纹：M12×1螺纹有效长度：L，L=50，75，100mm输出导线：2m 词条图册 更多图册

霍尔 速度传感器：霍尔速度传感器

霍尔速度传感器是一种基于霍尔效应的磁电传感器，具有对磁场敏感度高、输出信号稳定、频率响应高、抗电磁干扰能力强、结构简单、使用方便等特点。它主要是由特定磁极对数的永久磁铁（一般为4或8对）、霍尔元件、旋转机构及输入/输出插件等组成。霍尔速度传感器主要电气技术参数包括:输出信号高电压、低电压、占空比、周期、上升时间、下降时间、周期脉冲数等,为了保证产品的性能可靠性,必须在出厂前对这些参数进行定量测试。

霍尔 速度传感器：霍尔速度传感器原理

　　1 。 霍尔式转速传感器原理
　　由霍尔开关集成传感器和磁性转盘组成，霍尔式转速传感器的各种不同结构如图 1-48 所示。将磁性转盘的输入轴与被测转轴相连，当被测转轴转动时，磁性转盘便随之转动，固定在磁性转盘附近的霍尔开关集成传感器便可在每一个小磁铁通过时产生一个相应的脉冲，检测出单位时间的脉冲数，便可知道被测对象的转速。磁性转盘上的小磁铁数目的多少，将决定传感器的分辨率。如图1-48所示。
　　
　　2．磁电式转速传感器原理
　　磁电式转速传感器的结构如图 1-49 所示。它是由永久磁铁、线圈、磁盘等组成。在磁盘上加工有齿形凸起，磁盘装在被测转轴上，与转轴一起旋转。当转轴旋转时，磁盘的凹凸齿形将引起磁盘与永久磁铁间气隙大小的变化，从而使永久磁铁组成的磁路中磁通量随之发生变化。有磁路通过的感应线圈，当磁通量发生突变时，会感应出一定幅度的脉冲电势，其频率为：
　　
　　3．光电式转速传感器原理
　　常见的光电式转速传感器有直射式和反射式两种。直射式输入轴与待测轴相接，光通过开孔圆盘和缝隙板照射在光敏元件上。开孔盘旋转一周，光敏元件接受光的次数等于盘上的开孔数。若开孔数为m，记录过程时间为t秒，总脉冲数为N，则转速为：
　　
　　反射型的光电传感器如图1-50所示。其前端部分采用光纤封装，适应微小物体，特别是微小旋转体的测量。由于传感器内装有光源（LED）、感光元件（光电晶体管）以及放大器等，所以体积设计得很小，使用方便。光源是经过频率调制的，所以抗干扰性强，还有状态显示，可供用户测量时确认工作状态。振荡回路用来产生一个调制频率来点亮光源发光二极管，采用不稳定多谐振荡方式，振荡频率约为7kHz，脉宽约25μs。
　　
　　从光源发射出来的脉冲光，经过被检测物体的反射，被传感器的光电晶体管所
　　接受，然后经过交流放大器，被放大到适当的电平后，进行检波和积分，再转换成直流电压信号。然后是波形整形，与一定的直流电压相比较，高于此值，输出为Hi，低于此值，输出为Lo。状态指示灯也是，输出高电平Hi时，LED点亮，输出低电平Lo时， LED不亮，以作为状态确认用。
　　光电转速传感器跟计数器配套使用，检测范围可达 r/min，误差为1r/min。
　　4．应用举例
　　（1）霍尔传感器测量转速
　　图 1-51 所示是两种不同结构的霍尔转速传感器。用图示的方法设置磁体，使磁性转盘的输入轴与被测转轴相连，霍尔传感器固定在磁性转盘附近。当被测转轴转动时，磁性盘随之转动，磁体每经过霍尔传感器一次，霍尔传感器便输出一个相应的电压脉冲。检出单位时间的脉冲数，便可求出被测转速。例如，在车轮转轴上装上磁体，在靠近磁体位置上装上霍尔传感器，即可制成车速表和里程表等。
　　
　　（2）光电式传感器测转速
　　图1-53为光电转速表的工作原理图。图1-53（a）在待测转轴上固定一个带孔的调制圆盘，在调制圆盘的一边由发光元件产生恒定光，光透过盘上的小孔到达由光敏二极管组成的光敏转换器上，转换成相应的电脉冲信号。若圆盘上开 10 个小孔，则旋转一周，光线透过小孔10次，输出10个脉冲信号，孔越多，测量的分辨率孔，则旋转一周，光线透过小孔10次，输出10个脉冲信号，孔越多，测量的分辨率越高。测速也可以采用反射式，只要用白纸画上黑道的圆纸贴在旋转体上即可，如图1-53（b）所示，图中的1是待测转盘，2是发光元件，3是光敏转换器。
　　
　　以上就是电磁传感器的工作原理，通过齿轮转动时磁感应圈的磁通量变化导致电流的大小不一样，从而根据脉冲计算出时间，传感器在生活中应用很广哦。

霍尔 速度传感器：霍尔速度传感器原理及算法介绍

　　摘要：本文主要简单介绍英飞凌霍尔系列传感器在汽车领域速度检测方面的应用。
本文引用地址：
　　随着汽车电子的发展,现代汽车装配有各种传感器,如角度传感器，位置传感器，转速传感器等。这些传感器将各种输入参量转化为电信号,用于调节和控制发动机管理系统、安全系统和舒适性系统等。霍尔效应是比较理想的磁性感应技术，通过检测磁场及其变化，转化成电信号用于检测速度，位置，角度等。霍尔传感器具有许多优点，如结构简单，鲁棒性好，可靠性高，寿命长，功耗低，温度范围广，抗干扰能力强，耐灰尘油污腐蚀等。
　　工作原理
　　信号偏移处理
　　在现代汽车领域，往往要求传感器模块工作在-40℃至150℃范围，有些甚至要求工作在175℃。一方面磁性材料会受到温度影响，另外霍尔探头本身也有温度效应。因此必须对霍尔传感器进行温度补偿。
　　除温度影响外，霍尔元件还容易受到机械应力，焊接或者封装影响，且由于半导体工艺的波动造成产品之间存在差异，如霍尔材料或者厚度不均匀等，造成信号的偏差和漂移。通过chopper主动误差补偿方法可以消除信号路径产生的偏移、机械应力对霍尔探头影响以及焊接注塑等工艺对封装的影响所带来的偏差和漂移。
　　霍尔探头输出信号主要由三部分组成：工艺造成的差异，机械应力误差以及霍尔电压。这三部分只有霍尔电压才是有用的信号，其余部分是需要消除掉的偏差。
　　如图1所示,在阶段1电流自上而下流入霍尔探头，从右到左采样霍尔电压。在阶段2电流从左往右流入霍尔探头，从上往下采样霍尔电压。同样的，在阶段3和阶段4输入电流和输出电压继续旋转90°。由图1可以看出，通过旋转电流方法，只是改变了偏差的方向，而不会改变霍尔电压的方向。通过代数方法很容易消除掉信号的偏差及漂移。　　

　　信号处理
　　霍尔速度传感器主要由电源电压调整电路，霍尔探头，放大器，滤波器，比较器，数字信号处理电路，AD转换器，DA转换器等组成。霍尔探头检测到的磁场信号经过放大器放大并经过低通滤波器后由AD转换器转换成数字信号。AD转换器，数字信号处理电路以及DA转换器组成闭环回路，信号数字化后进入数字信号处理电路中，处理电路会检测信号上升或者下降瞬态情况并相应触发输出信号，同时还会检测信号最大最小值并计算其平均值，该平均值通过DA转换后反馈到输入信号中用于补偿磁场信号偏移。比较器用于比较磁滞信号，信号会根据不同磁滞算法进行切换。
　　英飞凌霍尔速度传感器介绍
　　英飞凌以TLE49XX命名霍尔系列传感器,其中字母E代表汽车级,I代表工业级,V代表消费级。数字49代表霍尔感应原理，50代表iGMR感应原理，51代表AMR感应原理。最后两位数字代表其应用。英飞凌霍尔速度传感器可以应用在轮速，变速箱速度，凸轮轴和曲轴速度及位置检测等。
　　在信号输出方面，主要有两线制电流式和三线制电压式两种。两线制电流式输出电流信号在7mA和14mA这两个电流上变换。图2是典型的两线制电流式传感器应用电路。　　

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