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设计一个利用霍尔效应测量车轮转速的装置

发布时间:2021-02-07 09:29:23

① 怎样利用霍尔效应测量载流子

只要分别测出霍尔电流IH及霍尔电势差就可算出磁场B的大小.2mm厚,直到电场对载流子的作用力FE=qE与磁场作用的洛沦兹力相抵消为止,宽度为b。洛沦兹力使电荷产生横向的偏转,一般只有0;(mA·T),垂直磁场对运动电荷产生一个洛沦兹力
(3-14-1)
式中q为电子电荷,是研究半导体材料的重要手段。KH与载流子浓度p成反比,知道了霍尔片的灵敏度KH。
霍尔电势差是这样产生的,所以N型样品和P型样品的霍尔电势差有不同的符号霍尔效应可以测定载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。
由(3-14-5)式可以看出,霍尔电势差就是由这个电场建立起来的,所以都用半导体材料作为霍尔元件。还可以用霍尔效应测量直流或交流电路中的电流强度和功率以及把直流电流转成交流电流并对它进行调制,空穴有一定的漂移速度v、转速的测量,则空穴的速度v=IH/pqbd。KH与片厚d成反比,代入(3-14-2)式有
(3-14-3)
上式两边各乘以b。
设P型样品的载流子浓度为p。通过样品电流IH=pqvbd,即
(3-14-2)
这时电荷在样品中流动时将不再偏转,所以霍尔元件都做的很薄、放大。
如果是N型样品,产生一个横向电场E,由于样品有边界。一般要求KH愈大愈好。用霍尔效应制作的传感器广泛用于磁场,则横向电场与前者相反,单位为mV、位置。半导体内载流子浓度远比金属载流子浓度小、位移. (3-14-5)
比例系数KH=RH/d=1/pqd称为霍尔元件灵敏度,便得到
(3-14-4)
称为霍尔系数。在应用中一般写成
UH=KHIHB:当电流IH通过霍尔元件(假设为P型)时,所以有些偏转的载流子将在边界积累起来,据此可以判断霍尔元件的导电类型,厚度为d。这就是霍尔效应测磁场的原理,以及判断材料的导电类型

② 霍尔效应式发动机转速传感器的基本原理

霍尔效应式发动机转速传感器的基本原理:
霍尔转速传感器在测量机械设备的转速版时,被测量机权械的金属齿轮、齿条等运动部件会经过传感器的前端,引起磁场的相应变化,当运动部件穿过霍尔元件产生磁力线较为分散的区域时,磁场相对较弱,而穿过产生磁力线较为几种的区域时,磁场就相对较强。
霍尔转速传感器就是通过磁力线密度的变化,在磁力线穿过传感器上的感应元件时,产生霍尔电势。霍尔转速传感器的霍尔元件在产生霍尔电势后,会将其转换为交变电信号,最后传感器的内置电路会将信号调整和放大,输出矩形脉冲信号。
霍尔转速传感器的测量方法霍尔转速传感器的测量必须配合磁场的变化,因此在霍尔转速传感器测量非铁磁材质的设备时,需要事先在旋转物体上安装专门的磁铁物质,用以改变传感器周围的磁场,这样霍尔转速传感器才能准确的捕捉到物质的运动状态。

③ 【霍尔传感器测速】 从磁铁到ABS

霍尔传感器是广泛应用于日常生活中的一种磁场传感器,它能够检测一切与磁相关的物理量。从大体上来看,只要通过一个设置好的磁场作为信息载体,霍尔传感器就能够反应出被测对象的压力、位移、速度、角度、角速度、转速及转数等信息,并把这些非电磁量信息转换为电量来进行检测和控制。由于霍尔传感器具有体积小、重量轻、结构牢固、消耗低、寿命长、抗震动、耐污染、测量范围广、精度高、速度快等优点,使得其能够广泛使用于各个领域,而测速则是霍尔传感器使用最普遍的一项用途。



那么,霍尔传感器是怎样实现对速度的测量的呢?要回答这个问题,我们首先要了解霍尔效应的原理。简单的说,在金属或半导体薄片的两端通过一个控制电流,并在薄片的垂直方向施加磁感应强度固定的一个磁场,那么,在垂直于电流和磁场方向向上将产生电动势场,即霍尔电压。不难看出,只要我们在一个固定了电流和磁场方向的条件下控制了电流大小或磁场强度,就能根据相应产生的霍尔电压测出另一个量。




而霍尔传感器测速正是基于霍尔效应这一原理之上。在被测转速的转轴上安装一个圆形转盘,将一个小磁铁固定在圆形转盘上,圆形转盘与电机轴相连,同步转动,小磁铁每次通过霍尔传感器时,霍尔传感器都能产生一个相应的脉冲,计算出两个连续脉冲的间隔时间就可以计算出被测转速了。


霍尔传感器测速装置最主要的应用在于机车控制系统,机车中的测速装置要求分辨能力强、精度高和检测时间短,用半导体制成的霍尔原件由于结构简单、体积小等优点,很适合于机车测速装置的严格要求。而基于霍尔元件设计的霍尔传感器成本低,构造简单,性能好,本身且具有较强的抗干扰能力,非常能够适应机车电气中较为恶劣的电磁环境。



霍尔传感器测速在机车中很重要的一个应用就是在汽车防抱死系统(ABS)中的应用。若汽车在刹车时车轮被抱死,驾驶员便很难通过方向盘控制车轮转向,非常容易产生危险。而用霍尔测速传感器来检测车轮的转动状态有助于控制刹车力的大小,降低安全隐患。

④ 简述用霍尔传感器测试电机转速的方法;

霍尔传感器用于测量电机转速时,一般是霍尔传感器固定安装,而在电机的旋转部位安装一个导磁性好的磁钢,旋转过程中,磁钢每接近霍尔传感器一次,霍尔传感器认为电机旋转了一圈,以此计算电机转速。

当霍尔传感器靠近导磁物体时,霍尔传感器内部的磁场发生变化,由于霍尔效应,产生不同的霍尔电动势,以此可以判断是否有导磁物体接近。

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。

后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。

通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。

(4)设计一个利用霍尔效应测量车轮转速的装置扩展阅读

测量电机转速其他方法

1、光反射法。即在电机转动部分画一条白线,用一束坚强的光进行照射,使用光电元件检测反光,形成脉冲信号,在一定时间内对脉冲进行计数,就可以换算出电机转速。

2、磁电法。即在电机转动部分固定一块磁铁,在磁铁运动轨迹的圆周外缘设一线圈,电机转动时线圈会产生感应脉冲电压,在一定时间内对脉冲进行计数,就可以换算出电机转速。

3、光栅法。即在电机转动轴上固定一圆盘,圆盘上可有通光槽,在圆盘两侧设置发光元件和受光元件,电机转动时,受光元件周期性受到光照,产生电脉冲,在一定时间内对脉冲进行计数,就可以换算出电机转速。

霍尔电流传感器使用时,需遵循以下注意事项:

1、为了得到较好的动态特性和灵敏度,必须注意原边线圈和副边线圈的耦合。

2、使用中当大的直流电流流过传感器原边线圈,且次级电路没有接通电源|稳压器或副边开路,则其磁路被磁化,而产生剩磁,影响测量精度。

3、霍尔传感器都具有较强的抗外磁场干扰能力。

⑤ 霍尔传感器在测量电机转速时,它如何与单片机连接啊 求个电路图 谢谢

将小磁铁块固定在电机的转子上,将霍尔传感器(开关型)靠近小磁铁附近,回当电机转动以后,磁答铁会在一定的周期内靠近传感器一次,这样霍尔传感器将输出一个高电平,当小磁铁远离传感器时,传感器输出一个低电平;利用单片机内部定时器,计算出脉冲一个周期的时间,就可以算出电机的转速。

⑥ 有关霍尔传感器测汽车转速的问题,谢谢

霍尔传感器;磁场中有一个霍尔半导体片,恒定电流I从A到B通过该片。在专洛仑兹力的作用下,属I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移,使该片在CD方向上产生电位差,这就是所谓的霍尔电压。
霍尔电压随磁场强度的变化而变化,磁场越强,电压越高,磁场越弱,电压越低,霍尔电压值很小,通常只有几个毫伏,但经集成电路中的放大器放大,就能使该电压放大到足以输出较强的信号。若使霍尔集成电路起传感作用,需要用机械的方法来改变磁场强度。下图所示的方法是用一个转动的叶轮作为控制磁通量的开关,当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时,磁场偏离集成片,霍尔电压消失。这样,霍尔集成电路的输出电压的变化,就能表示出叶轮驱动轴的某一位置,利用这一工作原理,可将霍尔集成电路片用作用点火正时传感器。霍尔效应传感器属于被动型传感器,它要有外加电源才能工作,这一特点使它能检测转速低的运转情况。
霍尔效应传感器
1-霍尔半导体元件 2-永久磁铁 3-挡隔磁力线的叶片

⑦ 霍尔传感器OCH145怎么测电机转速工作原理是什么

霍尔传感器利用霍尔效应测量转速。

被测电机转轴上安装一个磁钢。

给霍尔传感器通电建立回激励,当电机转答动时,磁钢对准霍尔传感器时,霍尔元件接受到的磁通发生变化,输出电压发生变化,霍尔传感器内部电路对变化的电压进行处理,得到一个脉冲,在设定的时间内对脉冲进行计数或直接测量整数个脉冲的宽度,即可换算出电机的转速。

霍尔效应相关知识:

依据霍尔效应,有下述计算公式:

UH=KHISB

其中,UH为霍尔元件输出的霍尔电势;KH为霍尔元件的灵敏度系数;Is为霍尔元件的激励电流,B为垂直于霍尔元件的磁通分量。

更详细的霍尔效应相关知识,请在网络下搜索“霍尔效应_银河网络”。

⑧ 霍尔效应实验报告如何用实验测量霍尔元件的灵敏度设计实验

求出U:I为斜率K1,K1=灵敏度乘以B。用斜率除以磁通量,B=CIm

⑨ 利用开关式霍尔传感器测转速有什么前提条件

霍尔元件是磁敏元件,要想用来测转速,就必须在被测的旋转体上装一磁体,旋转时,每当磁体经过霍尔元件,霍尔元件就发出一个信号,经放大整形得到脉冲信号,也有的霍尔元件可直接输出脉冲信号,送运算,两个脉冲的间隔时间就是周期,由周期可换算出转速;也可记数单位时间内的脉冲数,再换算出转速。
很多开关型霍尔器件都能测,比如A3144,AH04E,AH44E,大小跟一个直插三极管差不多,TO92封装。
具体详解请加QQ:1621324135,深圳凯祥科技有限公司主要销售霍尔元件

⑩ 设计一个关于测量霍尔效应的不等位电势差的实验

d*b是横截面积s,假设每个电子的速度v,v*s*n=i,可以求出v=i/(s*n)

根据霍尔效应有
e*v*b=e*e(洛伦兹力等于电场力)
电势差vh=e*b
得出vh=i*b*b/(s*n)
谢谢采纳

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