霍爾傳感器工作原理-霍爾傳感器電路圖

佛山職業(yè)技術學院實訓報告課程名稱傳感器及應用報告內(nèi)容霍爾傳感器制作與調(diào)試專業(yè)電氣自動化技術班級08152姓名陳紅杰學號31二0一0年六月佛山職業(yè)技術學院《傳感器及應用》霍爾傳感器制作實訓報告班級08152學號31姓名陳紅杰時間2009-2010第二學期項目名稱霍爾傳感器電路制作與調(diào)試指導老師張教雄謝應然一、實驗目的與要求：對霍爾傳感器的實物（電路部分）進行一個基本的了解。了解雙層PCB板以及一定（霍爾傳感器）的焊接排版的技術和工藝。二、實驗儀器、設備與材料：1.認識霍爾傳感器（電路部分）的元件（附圖如下）：2.焊接電路PCB板（雙層）和對電路設計的排版工藝的了解。3.對霍爾傳感器的電路原理圖進行基本的分析（附圖如下）：霍爾傳感器原理圖：霍爾開關電路（霍爾數(shù)字電路），由三端7812穩(wěn)壓器，霍爾片差分放大器THS119，三端可調(diào)分流穩(wěn)壓器TL431及雙路JFET的輸入運放TL082和輸出級組成。在外磁場的作用下,當感應強度超過導通閥值時，霍爾電路輸出管導通，輸出低電平TL082是一通用的J-FET雙運用算放大器，其特點有，較低輸入偏置電壓和偏移電流，輸出沒有短路保護，輸入級具有較高的輸入阻抗，內(nèi)建頻率被子償電路，較高的壓擺率。最大工作電壓為18V。TL082是霍爾傳感器的核心處理部位。（CON2接口對應霍爾元件THS119）霍爾元件THS119封裝圖印刷板：直流電源輸入24V，由IN4148、三端穩(wěn)壓管7812和TL431（串接一個電阻）構成的穩(wěn)壓支路，得到不同的電壓?；魻栐HS119是采樣核心元件，值得一提的是Z2這個穩(wěn)壓元件。在實際運用當中精密穩(wěn)壓集成電路TL431并不一定要用實物，可以用一個NPN型三極管來串接一個電阻來等效代替。整個電路的設計運用了閉環(huán)溫度反饋來實現(xiàn)自我保護。主要的設計是RT1熱敏電阻，對電路在工作時的表面溫度進行控制。這樣的設計能很好的起到一個自我保護。因為我們知道，霍爾傳感器的PCB板是封裝在塑料外殼里，由于電路的工作環(huán)境的問題，導致電路幾乎沒有更好的散熱（外殼有些導熱）。至此，用到RT1熱敏電阻來進行溫度控制保護顯得非常合理。三、實驗操作（焊接）：1.霍爾傳感器PCB雙層印制電路板的焊接。2.了解電路的元件的安排和電路設計線路的排版。四、實驗制作在這里強調(diào)一點就是，實驗制作的整個過程可以看作是焊接一個霍爾集成電路起傳感作用的電路（需要外加磁場）。實驗開始，每組會得到分發(fā)的元件，我先由霍爾傳感器的電路原理圖開始分析，將每個元件插放好位置，這點很重要，如果出了問題那么會使電路不能正常工作，嚴重的還有可能導致電路元件受損而無法恢復。所以我先由霍爾傳感器的電路原理圖開始著手，分析清楚每個元件的指定位置，插放好了之后再由焊接，最后要把多余的腳剪掉。整個電路的元件除了THS119是長腳直插式元件之外，其余的元件均為低位直插或者貼板直插。焊接的過程中，所需要注意的事情就是不能出現(xiàn)虛焊脫焊或者更嚴重的烙鐵燙壞元件的表殼封裝損壞印制電路板等。這些都是在焊接的整個過程中要注意的事情。比如，焊接三端穩(wěn)壓管7812時，要考慮到電路板的外殼封裝和三端穩(wěn)壓管7812的散熱問題，如果直插焊接的話那么就會放不進塑料外殼里，還有直插沒有折引腳的話對三端穩(wěn)壓管7812的散熱影響很大。綜合這些因素再去插放焊接元件，效果會好很多。又比如，焊接THS119的時，原本PCB板在設計的時已經(jīng)排好版了，就是在TL082的背面插放THS119。這樣的設計很巧妙，能夠保證每一個THS119插進去焊接完了之后都能很好地與塑料外殼嚴密配合安放進去。因為這是利用了IC引腳與PCB板的間距來實現(xiàn)定距離的，絕不會給焊接帶來任何麻煩。最后，順便提及一下，在保證能將每一個元件正確地焊接在印制電路板上的前提條件下要盡量將元件插放焊接得美觀。五、實驗心得體會（1）首先，從整個霍爾傳感器來看，設計的電路的合理性，元件的選用，還有焊接的制作工藝是保證整個電路能正常工作前提。（2）在學習電子電路的過程中，急需有一個過度期，焊接霍爾傳感器電路的過程當中就會得到一個這樣的練習。（3）簡單的說就是，拿到一張電路原理圖未必做得出一個比較好的產(chǎn)品，這里需要對整個電路設計的元件參數(shù)的考慮和排版，元件插放等等。只有將這些問題逐一解決了，才能做好一個電路，也只有這樣才能做好一個產(chǎn)品。（4）霍爾電壓隨磁場強度的變化而變化，磁場越強，電壓越高，磁場越弱，電壓越低。霍爾電壓值很小，通常只有幾個毫伏，但經(jīng)集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號。若使霍爾集成電路起傳感作用，需要用機械的方法來改變磁場強度。六、實驗收獲從拿到第一個元件開始，我仍然沒有太多的收獲，直到開始分析整個電路原理圖的時候才慢慢開始了解到一些確實精巧的設計，可以說是獨具匠心，到整個霍爾傳感器電路完成之后才算是明白了一二。在此，我具體地說說。首先，為什么不用一個普通的穩(wěn)壓管替代Z2這個精密穩(wěn)壓集成電路TL431呢？我查閱相關資料知道它的溫度范圍寬能在區(qū)間工作。將其的R、C腳并焊再串上一個電阻來等效代替電路原理圖中的精密穩(wěn)壓集成電路。這是一個非常值得學習的實例，設計很巧妙，運用很靈活，接著，就是RT1熱敏電阻的設計，與溫度補償?shù)脑泶笙鄰酵?，形成一個閉環(huán)的溫度反饋。使得電路在密封的工作環(huán)境中能夠很好的進行自我調(diào)整和保護。這又是一個非常匠心的設計，彌補了外露敞開式設計的不足。還有就是，THS119的插放位置設計的相當精妙。運用了雙層PCB板的優(yōu)點，和IC引腳與印制電路板之間的距離來嚴格準確地控制著THS119與塑料外殼之間的距離，使得霍爾傳感器探頭THS119處于一個指定的位置。再者，三端穩(wěn)壓管7812的插放焊接很準確，先是插放再折壓引腳使其背面緊貼印制板（螺絲孔對準），涂上導熱硅脂，這樣的設計能更好的為三端穩(wěn)壓管7812散熱。最后，就是電源路徑的排放。這個問題是在任何電路上值得參考學習的方案。很明顯在PCB板上就看到直流電源24V輸入一直愿者印制板的邊緣走線。值得一提的是，這樣的設計原本就是一個優(yōu)化問題，再有霍爾傳感器探頭THS119的控制電流與輸入的電流能更好地隔開，這樣將整個電路的擾動量盡量減到最小。七、實驗總結理論到實踐的過渡期需要很扎實的設計，元件等各方面的綜合知識來實現(xiàn)整個產(chǎn)品的起草到出產(chǎn)。這是很再實際不過的問題，在這里還可以提及到元件參數(shù)問題和設計電路的優(yōu)化問題。舉例說明，在此之前，設計過的電路往往也設計到元件參數(shù)的匹配問題，這是一個極其苛刻的問題，絲毫馬虎不得。例如選擇電阻的類型和瓦數(shù)，選用電容的耐壓值和種類，還有倘若找不到和電路原理圖上所標注的一樣的元件，就得想辦法巧妙地運用其他元件來等效代替，盡可能的節(jié)省制作一個模塊所要花的資金。從設計一個相對理想的電路到制作一個比較理想的產(chǎn)品，其中就是一個綜合性和強的工作。哪怕是在任何一個小環(huán)節(jié)上出了紕漏，后果就是電路不能正常工作，產(chǎn)品宣告失敗。這就包括電路設計的全部參數(shù)的全方位考慮，又比如電路工作環(huán)境當中的溫度濕度電磁兼容等等問題都要逐一解決。學生簽名：陳紅杰2010年6月28日基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構件開發(fā)的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數(shù)字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機的倒立擺控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)單片機嵌入式以太網(wǎng)防盜報警系統(tǒng)基于51單片機的嵌入式Internet系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)單片機監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機上的應用MSP430單片機在智能水表系統(tǒng)上的研究與應用基于單片機的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)與應用單片機在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應用基于ATmega16單片機的流量控制器的開發(fā)基于MSP430單片機的遠程抄表系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡水表的設計基于MSP430單片機具有數(shù)據(jù)存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計的設計基于單片機的氨分解率檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)鍋爐的單片機控制系統(tǒng)基于單片機控制的電磁振動式播種控制系統(tǒng)的設計基于單片機技術的WDR-01型聚氨酯導熱系數(shù)測試儀的研制一種RISC結構8位單片機的設計與實現(xiàn)基于單片機