霍尔传感器测金属：基于霍尔传感器的金属材质分析仪的制作方法

专利名称：基于霍尔传感器的金属材质分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金属材质分析仪，特别涉及一种基于霍尔传感器的金属材质分析仪。
背景技术：
由于我国是一个制造业大国，金属材料的使用及使用的种类很广泛，确定金属材料的性能和种类，对制造业来将是必须的。目前的金属材质分析仪采用传统的光谱分析的方式，价格昂贵、分析过程复杂，效率低，只有在一些专业的科研院所和专业的实验室才有使用。但是，随着我国制造业的发展，制造企业的规模扩大，对金属材料需求的种类和数量大大增加，金属材料性能的分析也尤为重要，因此对于小型化、价格低、精度高、智能化的金属材料性能分析仪器的需求也会越来越大。
实用新型内容为克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低的基于霍尔传感器的金属材质分析仪。为达到上述目的，本实用新型的金属材质分析仪包括霍尔传感器，用于检测被测对象的磁通量变化及电感量并输出；数字处理单元，用于将传感器输出的信号转换成有效的数字信号后输出；存储单元，用来存储标准信号的有效数据；控制单元，将数字处理单元输出的数字信号与存储单元中的标准信号进行对比处理后输出；显示单元，对控制单元输出的结果进行显示。特别是，所述的霍尔传感器为闭环霍尔电流传感器。特别是，所述的数字处理单元为CS1180A/D集成电路。上述的本实用新型，利用霍尔传感器可实现非接触金属材质测量，对被测对象无影响，且结构简单、灵敏度高、频响范围宽、不受油污等介质的影响，具有较好的应用推广价值。
图1为本实用新型实施例的结构框图。图2为霍尔传感器直流检测原理图。图3为本实用新型图1所示霍尔传感器及数字处理单元的电路图。图4为1所示单片机和显示单元的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。[0018]如图1、图2和图3所示，本实用新型的金属材质分析仪包括霍尔传感器，用于检测被测对象的磁通量变化及电感量并输出；数字处理单元，用于将传感器输出的信号转换成有效的数字信号后输出，例如可采用CSl 180A/D集成电路(如图3所示)；存储单元，用来存储标准信号的有效数据；控制单元，将数字处理单元输出的数字信号与存储单元中的标准信号进行对比处理后输出，控制单元可采用各种单片机或合适的PLC甚至是电脑等；显示单元，对控制单元输出的结果进行显示。上述的霍尔传感器在对不同类型标准金属材质测量时，引起霍尔传感器输出霍尔电压值(电流)的差异，这种霍尔传感器输出霍尔电压值(电流)的差异通过检测电路转变成电信号，经数字处理并进行储存。储存的数据作为标定值，再对测量对象测量时，将测量的数值与标定值进行比较，这样就可以判断测量对象是某种金属材质。其中，上述的霍尔传感器为闭环霍尔电流传感器。例如，可选用HNC-50LX15闭环霍尔电流传感器，HNC-50LX15霍尔电流传感器是应用霍尔原理的新一代电流传感器，能在电隔离条件下测量直流、交流、脉冲以及各种不规则波形的电流。图4所示为本实用新型的单片机及显示单元电路。其中，单片机采用AT89C52，以实现对A/D转换器输入的信号进行处理并控制显示的。AT89C52具有①有1个专用的键盘/显示接口 ；②有1个全双工异步串行通信接口 ；③有2个16位定时/计数器。这样，1 个89C52芯片，承担了 3个专用接口芯片的工作。不仅使成本大大下降，而且优化了硬件结构和软件设计，应用带来许多方便。89C52的P0、P1、P2 口用作键盘/显示接口。用程序扫描的方法进行键盘输入和显示输出。PO 口作为字段口，Pl 口作为键盘的列输入口，P2作为显示器的字位口以及键盘的行扫描输出口。由于显示器字位口电流较大，P2 口需进行电流驱动。该多功能接口最多可连接8个LED显示器和1个8X8链盘矩阵。
权利要求1.一种基于霍尔传感器的金属材质分析仪，其特征在于所述的金属材质分析仪包括霍尔传感器，用于检测被测对象；数字处理单元，用于将传感器输出的信号转换成有效的数字信号后输出； 存储单元，用来存储标准信号的有效数据；控制单元，将数字处理单元输出的数字信号与存储单元中的标准信号进行对比处理后输出；显示单元，对控制单元输出的结果进行显示。
2.如权利要求1所述的基于霍尔传感器的金属材质分析仪，其特征在于所述的霍尔传感器为闭环霍尔电流传感器。
3.如权利要求1所述的基于霍尔传感器的金属材质分析仪，其特征在于所述的数字处理单元为CS1180A/D集成电路。
专利摘要本实用新型公开了一种基于霍尔传感器的金属材质分析仪。为解决现有技术中的金属材质分析仪成本高的问题而发明。包括霍尔传感器，用于检测被测对象；数字处理单元，用于将传感器输出的信号转换成有效的数字信号后输出；存储单元，用来存储标准信号的有效数据；控制单元，将数字处理单元输出的数字信号与存储单元中的标准信号进行对比处理后输出；显示单元，对控制单元输出的结果进行显示。上述的本实用新型，利用霍尔传感器可实现非接触金属材质测量，对被测对象无影响，且结构简单、灵敏度高、频响范围宽、不受油污等介质的影响，具有较好的应用推广价值。
文档编号G01N27/60GKSQ
公开日2012年3月7日 申请日期2011年7月1日 优先权日2011年7月1日
发明者宋涛 申请人:淄博职业学院

霍尔传感器测金属：用霍尔传感器测量金属线胀系数

摘要：

金属线胀系数的测量是高校物理实验教学的一个重要内容,在工程设计以及设备制造等领域也具有重要的应用价值.传统的光杠杆法存在一些不足,比如引入误差的因素较多,误差偏大,稳定性不够高等.本文提出了利用霍尔传感器法测量金属线胀系数的新思路,先对传感器定标,得到传感器位移与输出电压的对应关系,然后利用传感器测量铜管随温度变化引起的微小长度变化,进而得到铜管的线胀系数的测量结果.该方法具有良好的稳定性和较高的测量精度.

展开

霍尔传感器测金属：霍尔元件在检测金属中的应用

霍尔元件在检测金属中的应用
一、测量原理
在图
1-1
中，当被测金属在测量范围以内时，金属被永久磁铁磁化，使穿过霍尔
元件在磁感应强度
B
增加，从而使霍尔元件的输出电
U
H
也增加。金属磁化的相对面积
越大，并且金属离霍尔元件的距离越小，导致于霍尔元件的输出电压
U
H
的增加量越大。
将霍尔元件的输出电压
U
H
通过由放大器
A1
、
A2
和
A3
组成的仪表放大器进行放
大后，其输出电压
U
1
，该电压
U
1
通过
A/D
转换器，最后送入单片机中进行显示和报
警。

霍尔传感器测金属：霍尔式传感器

收藏
查看我的收藏
0
有用+1
已投票
0
霍尔式传感器
语音
编辑
锁定
讨论
上传视频
上传视频
本词条缺少概述图，补充相关内容使词条更完整，还能快速升级，赶紧来编辑吧！
霍尔传感器是基于霍尔效应的一种传感器。1879年美国物理学家霍尔首先在金属材料中发现了霍尔效应，但是由于金属材料的霍尔效应太弱而没有得到应用。随着半导体技术的发展，开始用半导体材料制作霍尔元件，由于他的霍尔效应显著而得到应用和发展。霍尔传感器是一种当交变磁场经过时产生输出电压脉冲的传感器。脉冲的幅度是由激励磁场的场强决定的。因此，霍尔传感器不需要外界电源供电。
中文名
霍尔式传感器
原    理
基于霍尔效应
应    用
电子式水表、气表、电表
发现者
美国物理学家霍尔
目录
1
应用范围：
2
工作原理：
3
测量误差补偿：
?
零位误差极其补偿
?
温度误差及补偿
霍尔式传感器应用范围：
编辑
语音
1.电子式水表、气表、电表和远程抄表系统2.控制设备中传送速度的测量3.无刷直流电机的旋转和速度控制4.在工程中测量转动速度和其他机械上的自动化应用5.转速仪、速度表以及其他转子式计量装置霍尔传感器的应用非常的广泛，在测量领域，可用于测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等。在通讯领域，可用于放大器、振荡器、相敏检波、混频、分频已经微波功率测量等。在自动化技术领域，可用于无刷直流电机、速度传感、位置传感、自动记数、接近开关、霍尔自整角机构成的伺服系统和自动电力拖动系统等。
霍尔式传感器工作原理：
编辑
语音
是利用半导体材料的霍尔效应进行测量的一种磁敏式传感器。它可以直接测量磁场和微位移量，应用于电池测量、压力、加速度、振动等方面的测量领域。霍尔传感器已从分立元件发展到集成电路的阶段，正越来越受人们的重视，应用日益广泛。
霍尔式传感器测量误差补偿：
编辑
语音
常见的产生误差的因素有：半导体本身固有的特性、半导体制造工艺水平、环境温度变化、霍尔传感器的安装是否合理等，测量误差一般表现为零误差和温度误差。
霍尔式传感器零位误差极其补偿
当霍尔元件的激励电流I不再为零时，若所处位置的磁感应强度B为零。则霍尔电势仍应为零，但实际中若不为零，则此时空载的霍尔电势称为零位误差。它一般由一下两种电势组成。
霍尔式传感器温度误差及补偿
由于半导体材料的电阻率、迁移率和载流子浓度都随温度而变化，用此材料制成的霍尔元件的性能参数必然随温度而变化，致使霍尔电势变化，产生温度误差。为了减小温度误差，除选用温度系数较小的材料如砷化茵外，还可以采取一些恒温措施。或者采用恒流源或恒压源配合补偿电阻供电，这样可以减小元件内阻随温度变化而引起的控制电流变化。