第七章機(jī)械量的測量

第七章

機(jī)械量丈量機(jī)械量丈量機(jī)械量丈量主要包括位移〔線位移及角位移〕丈量速度〔轉(zhuǎn)速〕及加速度丈量、機(jī)械振動(dòng)丈量、力和力矩的丈量。有關(guān)力的丈量內(nèi)容已作了引見。位移丈量〔電渦流〕1轉(zhuǎn)速丈量〔霍爾方式〕2主要內(nèi)容位移丈量〔電渦流〕1轉(zhuǎn)速丈量〔霍爾方式〕2主要內(nèi)容1.1概述線位移量為質(zhì)點(diǎn)在直線方向位置的變化量，而角位移量那么是角度方向位置的變化量。位移的丈量是經(jīng)過位移傳感器將被測位移量的變化轉(zhuǎn)換成電量。目前丈量位移的傳感器種類繁多，有接觸式或非接觸式兩大類。丈量方法多樣，如電感、變壓器、電渦流、電容、電位器等。1.1概述常用線位移傳感器變阻式：滑線、變阻器電阻應(yīng)變式：電感式：差動(dòng)變壓器、螺管式、電渦流式電容式：變面積、變間隙霍爾元件感應(yīng)同步器長光柵長磁柵1.1概述常用角位移傳感器滑線變阻式，變阻器，應(yīng)變計(jì)式差動(dòng)變壓器式自整角機(jī)，旋轉(zhuǎn)變壓器，微動(dòng)同步器電容式，圓感應(yīng)同步器圓光柵，圓磁柵角度編碼器：接觸式、光電式1.2電渦流傳感器電渦流電渦流耗費(fèi)一部分能量，在交流電氣設(shè)備中是一種有害的景象。工程中電渦流的熱效運(yùn)用作高頻加熱器。電渦流產(chǎn)生的磁場線圈阻抗變化效應(yīng)，用作厚度和位移的檢測元件。電渦流式傳感器是利用渦流效應(yīng)，將非電量轉(zhuǎn)換為阻抗變化而進(jìn)展丈量的。電渦流作用原理電渦流例子如圖，一個(gè)扁平線圈置于金屬導(dǎo)體附近，當(dāng)線圈中通以正弦交變電流時(shí)，線圈周圍就產(chǎn)生一個(gè)正弦交變磁場。置于該磁場中的金屬導(dǎo)體內(nèi)就產(chǎn)生電渦流。后者將產(chǎn)生一個(gè)與原磁場方向相反的新磁場，抵消部分原磁場，使通電線圈的有效阻抗發(fā)生變化。電渦流作用原理阻抗發(fā)生變化的原理假設(shè)把被測金屬導(dǎo)體籠統(tǒng)地看作一個(gè)短道路圈，那么電渦流的相互作用可以用變壓器等效電路來表示。可列出電路方程組為電渦流作用的等效電路阻抗發(fā)生變化的原理原邊線圈的等效電阻為線圈的等效電感為被測位移變化，引起互感系數(shù)變化、線圈阻抗Z變化，也引起線圈電感L和質(zhì)量要素Q變化。渦流傳感器的轉(zhuǎn)換電路可以選用Z、L、Q中的任一參數(shù)并將其轉(zhuǎn)換為電量進(jìn)展丈量。渦流檢測的開展史1824年加貝發(fā)現(xiàn)了銅板對擺動(dòng)著的磁鐵有阻尼景象，提出了渦流存在的實(shí)驗(yàn)。幾年以后發(fā)現(xiàn)在非均勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的銅盤中有電流存在。1831年法拉弟發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)景象，并在實(shí)驗(yàn)的根底上提出了電磁感應(yīng)定律。1861年麥克斯韋將法拉弟的概念用完好的數(shù)學(xué)方程式表示出來，建立了系統(tǒng)嚴(yán)密的電磁場實(shí)際。1873年提出了位移電流：變化的電場激發(fā)渦旋磁場。渦流檢測的開展史渦流檢測的開展史1879年休斯首先將渦流檢測運(yùn)用于實(shí)踐——判別不同的金屬和合金。1926年渦流測厚儀問世1831年德國的福斯特博士在實(shí)際和實(shí)際上完善渦流檢測技術(shù)一百多年里，電磁實(shí)際及其實(shí)驗(yàn)不斷完善，電子元器件不斷更新?lián)Q代，大大推進(jìn)了渦流檢測技術(shù)的開展。渦流檢測的開展史福斯特在根底實(shí)驗(yàn)和實(shí)際推導(dǎo)的根底上發(fā)表了大量有關(guān)渦流檢測的論文，并興辦了福斯特研討所。-----早在50年代。他的渦流檢測技術(shù)與設(shè)備推進(jìn)了全世界渦流檢測技術(shù)的開展。美國、前蘇聯(lián)、法國、英國、日本也先后做了大量的開發(fā)性任務(wù)，發(fā)表了大量論文，并都能消費(fèi)高程度的渦流檢測設(shè)備。渦流檢測的開展史我國開展渦流檢測的研討任務(wù)始于60年代、并先后研制勝利了一系列檢測系統(tǒng)。在我國的航空航天、冶金、機(jī)械、電力、化工、核能等領(lǐng)域中正在發(fā)揚(yáng)著愈來愈重要的作用。初期的YY-11型管材探傷儀后來YY-17、TC-2000、ED-251、NE-30如今用途極為廣泛的EEC-96數(shù)字渦流檢測設(shè)備。渦流阻抗檢測法渦流檢測的信號(hào)來自于線圈的阻抗或次級(jí)線圈的感應(yīng)電壓的變化。但由于影響阻抗和電壓的要素很多。在開展過程中曾提出過多種消干擾的方法，但直到阻抗分析法的引進(jìn)才使渦流檢測技術(shù)由艱苦的突破。直到目前為止，阻抗檢測法依然是渦流檢測中運(yùn)用最廣的方法。高頻反射式電渦流傳感器的構(gòu)造如下圖，主要由一個(gè)安頓在框架上的扁平線圈構(gòu)成。線圈外徑大、線性范圍就大，但靈敏度低；反之，線圈外徑小，靈敏度高，但線性范圍就小。為了小型化，也可在線圈內(nèi)加磁心，提高線圈的質(zhì)量因數(shù)值高頻反射式的構(gòu)造高頻反射式電渦流傳感器構(gòu)造1-線圈2-框架3-框架襯套4-支座5-電纜6-插頭高頻反射式電渦流傳感器是利用線圈與被測導(dǎo)體之間的電磁耦合進(jìn)展任務(wù)的，因此被測導(dǎo)體資料的物理性質(zhì)、尺寸與外形都關(guān)系到傳感器的特性。普通來說，1.被測導(dǎo)體的電導(dǎo)率越高，靈敏度也越高；而磁導(dǎo)率對靈敏度的影響那么相反。2.被測體的大小也會(huì)影響到靈敏度，假設(shè)被測體為平面，在電渦流環(huán)的直徑等于線圈直徑處的電渦流密度最大；在電渦流直徑為線圈直徑的1.8倍處，電渦流密度已衰減為最大值的5%。為了充分利用電渦流效應(yīng)，被測體環(huán)的半徑不應(yīng)小于線圈外半徑的1.8倍。高頻反射式德國米銥測試技術(shù)公司開發(fā)消費(fèi)的multiNCDT100非接觸電渦流位移傳感器。適用于丈量鋁資料〔非鐵磁體被測體〕，或者鋼ST37〔鐵磁資料〕量程：0～0.5mm和0～15mm。其線性度小于±0.5%，動(dòng)態(tài)分辨率為0.5μm，靜態(tài)分辨率可達(dá)0.05μm，任務(wù)極限頻率為10kHz〔-3dB〕高頻反射式電渦流傳感器低頻透射式在上述高頻反射式電渦流傳感器中，為了使金屬導(dǎo)體內(nèi)電渦流所產(chǎn)生的磁場“反射〞效果好，必需提高鼓勵(lì)電流的頻率，減小貫穿深度。反之，假設(shè)將鼓勵(lì)電流頻率減低，渦流的貫穿深度將加深。采用低頻鼓勵(lì)的電渦流傳感器有較大的貫穿深度，適宜于丈量金屬資料的厚度。低頻透射渦流測厚原理低頻透射式在L1和L2間放置金屬資料M后，L1產(chǎn)生的磁力線必然透過M，并在其中產(chǎn)生電渦流。渦流損耗了部分磁場能量，使到達(dá)L2的磁力線減少，引起e下降。M的厚度越大，渦流越大，渦流引起的損耗也越大，e就越小。由此，e的大小反映了資料厚度δ的變化。低頻透射渦流測厚原理低頻透射式輸出電勢E與厚度δ及貫穿深度t的關(guān)系為貫穿深度t與√〔ρ/f〕成正比，ρ為被測資料電阻率，f為勵(lì)磁頻率。資料固定，t與f相關(guān)。頻率較低時(shí)，線性較好、丈量范圍t較大，測厚板應(yīng)選較低的頻率頻率較高時(shí)，線性差，測薄板應(yīng)選較高的頻率。除了測位移和厚度外的艱苦運(yùn)用：渦流探傷DWS系列電渦流測功器利用勵(lì)磁線圈的定子，與轉(zhuǎn)子相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生渦流。在電磁作用下，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能。此時(shí)，吸收功率發(fā)熱，需求水內(nèi)冷卻熱平衡。它適用于對發(fā)動(dòng)機(jī)及各種動(dòng)力機(jī)有效功率，轉(zhuǎn)矩測定和性能實(shí)驗(yàn)，并可對齒輪箱、油泵、油嘴、調(diào)速器等內(nèi)燃機(jī)附件作負(fù)荷下的磨損實(shí)驗(yàn)和性能測定實(shí)驗(yàn)。

當(dāng)控制儀供應(yīng)不斷流電流于測功器制動(dòng)器上的勵(lì)磁線圈時(shí)，經(jīng)過勵(lì)磁體、渦流環(huán)、空氣隙和感應(yīng)子構(gòu)成一閉合磁通回路感應(yīng)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，該磁場也隨之旋轉(zhuǎn)，并且在渦流環(huán)上產(chǎn)生渦電流。渦流產(chǎn)生對轉(zhuǎn)子制動(dòng)的力矩，該力矩使測功器的外殼轉(zhuǎn)動(dòng)。測力機(jī)構(gòu)部件主要有制動(dòng)臂、活節(jié)螺栓、拉壓力傳感器等組成。測功器產(chǎn)生的制動(dòng)力臂與制動(dòng)臂上拉壓力傳感器的反向力矩相平衡，由顯示儀器顯示制動(dòng)力矩的大小。DWS系列電渦流測功器DWS系列電渦流測功器該電流與產(chǎn)生它的磁場相互作用構(gòu)成與原動(dòng)機(jī)反向的制動(dòng)力矩，使架于擺動(dòng)軸承上的電樞體擺動(dòng)，經(jīng)過力臂將力矩傳給拉壓傳感器一拉力，丈量出力矩大小。原動(dòng)機(jī)的功率全部被測功器吸收轉(zhuǎn)變?yōu)殡姕u流，并轉(zhuǎn)化為熱能，由冷卻水帶走。勵(lì)磁加載，負(fù)荷呼應(yīng)矯捷規(guī)范砝碼，靜態(tài)標(biāo)定功率曲線優(yōu)良電渦流測功器的根本任務(wù)原理是：位移丈量〔電渦流〕1轉(zhuǎn)速丈量〔霍爾方式〕2主要內(nèi)容2.1概述磁電式轉(zhuǎn)子陀螺交流測速發(fā)電機(jī)、直流測速發(fā)電機(jī)離心式轉(zhuǎn)速表、頻閃式轉(zhuǎn)速表光電式：反射式轉(zhuǎn)速表、直射式轉(zhuǎn)速表激光式：測頻法轉(zhuǎn)速儀、測周法轉(zhuǎn)速儀霍爾元件—成熟的方式、現(xiàn)成的產(chǎn)品2.2光電式傳感器光電傳感器根據(jù)受光照或無光照的條件作出電信號(hào)“有〞、“無〞輸出的反響，將被丈量轉(zhuǎn)換成通與斷的開關(guān)信號(hào)。右圖電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上涂黑白兩種顏色。軸每轉(zhuǎn)一周，反射光投射到光電元件上的強(qiáng)弱發(fā)生一次改動(dòng)，故光電元件可產(chǎn)生一脈沖信號(hào)。2.2光電式傳感器當(dāng)電機(jī)軸上固裝一齒數(shù)為z的調(diào)制盤〔或電機(jī)軸上黑白相間涂色〕，頻率計(jì)的計(jì)數(shù)頻率為，那么有據(jù)上式，可測得轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速。假設(shè)齒數(shù)z為60，那么n=f，單位是(r/min)2.3霍爾元件1霍爾效應(yīng)--霍爾效應(yīng)于1879年德國人霍爾(Hall)發(fā)現(xiàn)2資料與根本參數(shù)3霍爾元件的特性4霍爾元件的運(yùn)用技術(shù)5霍爾元件的運(yùn)用電路2.3.1霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)產(chǎn)生的緣由:洛倫茲力FL=evB的作用,使電子沿Z方向運(yùn)動(dòng),并積累構(gòu)成霍爾電場;霍爾電場又反過來妨礙電子的繼續(xù)積累.當(dāng)FE=eEH=-FLEH霍爾電場的電場強(qiáng)度此時(shí)到達(dá)了動(dòng)態(tài)平衡，F(xiàn)L+FE=0，構(gòu)成了穩(wěn)定的霍爾電勢：eEH=evBEH=vB霍爾效應(yīng)原理2.3.1霍爾效應(yīng)EH=vB在A與B兩點(diǎn)間建立的電勢差即霍爾電壓，可以推算〔物理學(xué)公式〕2.3.2霍爾元件的資料和根本參數(shù)霍爾元件的輸出與靈敏度KH有關(guān)，KH越大，VH越大。而霍爾靈敏度又取決于元件的資料性質(zhì)RH和尺寸。霍爾系數(shù) RH= 資料的電阻率和電子遷移率大，RH就大，輸出的VH也就大。在選用霍爾元件的資料時(shí)，為提高霍爾靈敏度，1〕要求資料的RH盡能夠地大，2〕厚度d小。厚度d越小，KH越大，VH也越大．通?；魻栐暮穸榷急容^小，但d太小，會(huì)使元件的輸入輸出電阻增大．2.3.2霍爾元件的資料和根本參數(shù)霍爾元件常采用的半導(dǎo)體資料有N型鍺(Ge)、銻化銦(InSb)、砷化銦InAs)、砷化鎵(GaAs)、受磷砷化銦(InAsP)、N型硅(Si)等。銻化銦元件的輸出較大，受溫度的影響也較大〔-0.2%/℃〕銦和鍺元件輸出雖然不如銻化銦大，但溫度系數(shù)小，線性度也好砷化鎵元件的溫度特性〔-0.06%/℃〕和輸出線性好，但價(jià)錢貴。2.3.2霍爾元件的資料和根本參數(shù)霍爾元件a)外形b〕構(gòu)造c〕符號(hào)d〕根本電路2.3.2霍爾元件的資料和根本參數(shù)霍爾元件的構(gòu)造與其制造工藝有關(guān)。體形霍爾元件是將半導(dǎo)體單晶資料定向研磨拋光，然后用蒸發(fā)合金法或其他方法制造歐姆接觸電極，最后焊上引線并封裝．膜式霍爾元件是在一塊極薄(0.2mm)的基片上用蒸發(fā)或外延的方法制成半導(dǎo)體薄膜，然后再制造歐姆接觸電極，焊上引線，并加以封裝．注：霍爾元件的幾何尺寸及電極的位置和大小等均直接影響它輸出的霍爾電勢，制造時(shí)有很嚴(yán)厲的要求．2.3.2霍爾元件的資料和根本參數(shù)12345寄生電勢輸入、輸出電阻靈敏度輸出功率

溫度系數(shù)霍爾元件的根本參數(shù)——輸入、輸出電阻，靈敏度，寄生電勢，溫度系數(shù)，輸出功率。

2.3.2霍爾元件的資料和根本參數(shù)①輸入電阻RIN和輸出電阻ROUT RIN為控制電流極間電阻，單位為歐姆；

ROUT為輸出霍爾電勢極間電阻，單位為歐姆。②靈敏度：靈敏度包括霍爾靈敏度KH和磁靈敏度SB，其中，KH又稱乘積靈敏度，它是指霍爾元件在單位控制電流和單位磁感應(yīng)強(qiáng)度作用下，輸出極開路時(shí)的霍爾電壓：VH=KHIHB由此式，可以測定KH的值。SB是指在額定控制電流和單位磁感應(yīng)強(qiáng)度作用下，輸出極開路時(shí)的霍爾電壓：VH=SBB2.3.2霍爾元件的資料和根本參數(shù)③寄生電勢Vo：指控制電流為交流，在不加磁場時(shí)，霍爾電勢極間產(chǎn)生的直流電勢。④溫度系數(shù)：霍爾電勢溫度系數(shù)和內(nèi)阻溫度系數(shù)霍爾電勢溫度系數(shù)：在一定的磁感應(yīng)強(qiáng)度和規(guī)定控制電流下，溫度每變化1℃時(shí)，霍爾電壓值變化的百分率；〔0.04%/℃〕內(nèi)阻溫度系數(shù)：溫度每變化1℃時(shí)霍爾資料的變化率?！?.5%/℃〕銻化銦元件HZ-1,2,3等型號(hào),在80℃時(shí)溫度系數(shù)由正變負(fù)。銻化銦元件控制電流采用恒壓供應(yīng)，霍爾元件的溫度特性可以提高。對于正溫度系數(shù)的元件，利用負(fù)載電阻Rfz，使Rfz/Rsc=/,，可以實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償2.3.3霍爾元件的特性VH–I特性R–B特性TitleAB不平衡電壓D溫度特性C〔磁阻效應(yīng)--R隨磁場B〕物理磁阻效應(yīng)、幾何磁阻效應(yīng)VH=KHIHB輸出特性：在控制電流一定的條件下，霍爾電壓VH與磁感應(yīng)強(qiáng)度B之間的關(guān)系2.3.3霍爾元件的特性〔1)霍爾元件的輸出特性輸出特性：在一定條件下〔控制電流一定〕，霍爾電壓VH與磁感應(yīng)強(qiáng)度B之間的關(guān)系。其輸出特性曲線有兩種：一種是在寬范圍內(nèi)呈線性特性，即A特性，磁通計(jì)中的傳感器等主要運(yùn)用這種特性。另一種是非線性特性，即B特性，在低磁場時(shí)有較高的輸出靈敏度，用于無刷電機(jī)的磁極傳感器。2.3.3霍爾元件的特性〔2〕霍爾元件的VH-I特性在磁場和環(huán)境溫度恒定時(shí)，霍爾電勢VH與控制電流I之間呈線性關(guān)系。直線的斜率稱為控制電流靈敏度。〔3〕R-B特性R-B特性是指溫度一定時(shí)元件的輸入電阻RIN和輸出電阻ROUT，隨磁場B的變化。由于磁阻效應(yīng)緣由，隨磁場B的添加，RIN和ROUT將會(huì)添加?！?〕R–B特性內(nèi)阻與B的關(guān)系溫度一定時(shí)，輸入電阻、輸出電阻都隨了磁場B變化。緣由是：磁阻效應(yīng)載流子在磁場作用下遭到洛倫茲力,挪動(dòng)途徑產(chǎn)生偏移,途徑加長,受晶格震動(dòng)和雜質(zhì)原子散射概率增大,致使電阻發(fā)生變化。載流子的遷移率越大,電阻變化就越明顯。2.3.3霍爾元件的特性4.溫度特性霍爾元件與普通半導(dǎo)體器件一樣,對溫度非常敏感.遷移率和載流子濃度隨溫度明顯變化,從而電阻率,霍爾系數(shù),靈敏度系數(shù)均隨溫度變化詳細(xì)表現(xiàn)為內(nèi)阻與霍爾電勢有明顯的溫度特性.溫度系數(shù)與霍爾電壓的變化的關(guān)系，選用時(shí)要引起充分的留意。2.3.3霍爾元件的特性各種資料內(nèi)阻與溫度關(guān)系該電橋的四個(gè)橋臂均為等值的錳銅電阻，根本不受溫度變化影響，橋臂R3并聯(lián)熱敏電阻Rt。當(dāng)溫度變化時(shí)，Rt發(fā)生變化，補(bǔ)償電橋的輸出電壓那么相應(yīng)改動(dòng)，使所得的霍爾電勢與溫度根本無關(guān)。溫度補(bǔ)償電橋溫度補(bǔ)償原理圖霍爾元件的不平衡電壓霍爾元件的不平衡電壓：也稱剩余電壓磁場B為零，僅由霍爾元件流過電流時(shí)產(chǎn)生的電壓。不平衡電壓VHe主要是元件制造時(shí)由于幾何的不對稱性引起的。對于磁性套管型普通為幾mV左右〔在IH為10mA時(shí)〕該特性，用不平衡率VHe/VH來描畫。不平衡率越小越好，GaAs元件普通為10%左右?；魻栐牟黄胶怆妷浩溲a(bǔ)償補(bǔ)償電路—在霍爾元件的輸出端d與輸入端a—b間接入電位器RP，調(diào)整電位器RP使端子c-d間平衡?！惭a(bǔ)償電路也可接在霍爾元件的c端〕書本P有引薦的圖消除不等位電勢，還可采用不改動(dòng)控制電流大小和方向，而將霍爾元件翻轉(zhuǎn)180°，由兩次霍爾電勢之差就可消除不等位電勢。2.3.4霍爾元件的運(yùn)用技術(shù)(1)霍爾元件的驅(qū)動(dòng)方式恒流驅(qū)動(dòng)是使流過元件內(nèi)的電流堅(jiān)持恒定恒壓驅(qū)動(dòng)是使加在元件輸入端的電壓堅(jiān)持恒定兩種驅(qū)動(dòng)方法各有優(yōu)缺陷,視運(yùn)用目的以及電路設(shè)計(jì)的要求而定。2.3.4霍爾元件的運(yùn)用技術(shù)恒壓驅(qū)動(dòng)方法適宜于以InSb為主要資料的霍爾元件理由：輸出電壓的溫度變化與內(nèi)阻的溫度變化有同向的作用，具有互補(bǔ)的效果，輸出電壓的溫度系數(shù)小，即溫度特性變好。2.3.4霍爾元件的運(yùn)用技術(shù)恒流驅(qū)動(dòng)方法的特點(diǎn)是可抑制因電源動(dòng)搖對UH的影響但溫度特性變壞。適宜于GaAs霍爾元件由于，GaAs霍爾元件的溫度系數(shù)非常小，為-0.06%/℃，因此，要求較高的溫度特性時(shí)，溫度特性往往不是主要矛盾，而電源動(dòng)搖對UH的影響是主要矛盾。霍爾元件的串并聯(lián)霍爾元件間的銜接霍爾元件的串并聯(lián)分立元件都有串并聯(lián)運(yùn)用方式：晶體管、熱電偶…圖中示出3個(gè)霍爾元件的并、串聯(lián)方式，任何銜接方式都可具有作為3相無刷電機(jī)磁極傳感器的功能。在串聯(lián)電路中，霍爾元件流過的為同一電流，在并聯(lián)電路中，假設(shè)霍爾元件特性一樣，各自流過的電流為總電流的l／N。并聯(lián)運(yùn)用，霍爾電流大，受磁阻效應(yīng)影響小串聯(lián)運(yùn)用，霍爾電流小，受磁阻效應(yīng)影響大。為確保每個(gè)元件有同樣的霍爾電流，并聯(lián)時(shí)總電流是串聯(lián)時(shí)N倍，電池驅(qū)動(dòng)的耗費(fèi)過大。串聯(lián)時(shí)假設(shè)1個(gè)霍爾元件斷線，那么失去全部功能；而并聯(lián)時(shí)1個(gè)霍爾元件斷線，對其他元件無影響。因此，要根據(jù)運(yùn)用目的不同選用適宜的銜接方式。并聯(lián)運(yùn)用有利于提高檢測的可靠性。船舶控制系統(tǒng)的運(yùn)用常強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)獨(dú)立和任務(wù)的可靠性。運(yùn)用時(shí)可以采用單個(gè)傳感器檢測信號(hào)，然后進(jìn)展信號(hào)隔離與分別。也可以采用串并聯(lián)方式，直接得到多個(gè)獨(dú)立的信號(hào)?；魻栐拇⒙?lián)5霍爾元件的運(yùn)用電路(1)采用運(yùn)放恒流驅(qū)動(dòng)電路電路中，基準(zhǔn)電壓(電流)采用穩(wěn)壓管獲得，霍爾電流IH由穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓和電阻RE決議，即IH=穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓／RE =5.lV／lk另外，晶體管VT的VBE包含在運(yùn)放電路的深度反響環(huán)節(jié)內(nèi)，VBE溫度特性遭到抑制，溫度特性好。采用運(yùn)放的恒流驅(qū)動(dòng)電路實(shí)例5霍爾元件的運(yùn)用電路(2)采用運(yùn)放的恒壓驅(qū)動(dòng)電路它與上圖的電路類似，但霍爾元件接在晶體管VT的發(fā)射極，因此，電路構(gòu)成上為恒壓電路，電路的設(shè)定電壓可經(jīng)過改換穩(wěn)壓二極管改動(dòng)。采用運(yùn)放的恒壓驅(qū)動(dòng)電路實(shí)例5霍爾元件的運(yùn)用電路〔3〕開關(guān)電路右圖為兩個(gè)VBE特性對稱晶體管構(gòu)成的電流開關(guān)電路霍爾電壓輸出有一定幅度時(shí)，晶體管導(dǎo)通，而無B時(shí)輸出幅度很低，晶體管截止。方式為差動(dòng)式。A、B端的信號(hào)輸出相位差互為180°。該電路需求200mV左右的VH輸出電壓，普通采用InSb霍爾元件。至于A端輸出或B端輸出取決于被檢測磁場的方向采用晶體管的電流開關(guān)電路實(shí)例〔a〕電路〔b〕輸出波形5霍爾元件的運(yùn)用電路〔4〕霍爾元件的轉(zhuǎn)速檢測電路帶有磁性資料的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)同時(shí)，使霍爾元件感應(yīng)到磁通的變化〔0或1〕，從而檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速〔見圖7-28〕從霍爾元件構(gòu)造上看，輸出端包含共模電壓Vc電壓，Vc與霍爾電壓毫無關(guān)系，運(yùn)用時(shí)此電壓必需除去，普通采用差動(dòng)輸入的運(yùn)算放大器?；魻栐妮敵龆私拥讲顒?dòng)放大器的輸入端，在無磁場時(shí)雖然c點(diǎn)和d點(diǎn)對地有電壓，c點(diǎn)電壓等于d點(diǎn)電壓，運(yùn)放無輸出?；魻栐倪\(yùn)用電路--轉(zhuǎn)速檢測電路

c點(diǎn)電壓大于d點(diǎn)電壓或小于d點(diǎn)電壓時(shí)，有差動(dòng)信號(hào)輸入，這時(shí)，運(yùn)放輸出端有較大的輸出電壓。輸出為矩形波，電路中的反響電阻Rf小時(shí)，也能獲得平穩(wěn)的輸出波形。運(yùn)放的運(yùn)用，即使霍爾元件輸出很小也不會(huì)有問題。普通采用輸出電壓小，溫度特性非常好的GaAs的霍爾元件。采用霍爾元件的轉(zhuǎn)速檢測電路5霍爾元件的運(yùn)用電路采用兩個(gè)運(yùn)算放大器消除共模電壓的電路A1用于除去霍爾元件的共模電壓A2同相放大器，用于放大VT1構(gòu)成霍爾元件的恒流驅(qū)動(dòng)電路采用2個(gè)運(yùn)放除去共模電壓的電路實(shí)例霍爾元件運(yùn)用于轉(zhuǎn)速檢測安裝方法之一：轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)