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        專注傳感器國內第一

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        霍爾傳感器在機車測速中的應用

             霍爾傳感器是一種在日常生活中非常普遍的傳感器,它可以檢測所有與磁場相關的物理量。通常,通過設置用于加載信息的磁場,霍爾感應器會響應壓力、移動、速度、角度、角速度、旋轉速度和測試和控制對象的轉速等信息。由于霍爾傳感器小、輕、結構牢靠、壽命長、恢復能力、抗沖擊強度大、耐污染、測量范圍廣、精度速度都不錯等,因此速度測量是霍爾傳感器的最常用使用之一;魻杺鞲衅魇菣C車控制系統的重要的測速應用,測速設備要求分辨率及精度高時間短,而半導體霍爾元件非常適合于嚴格的引擎速度檢測設備要求,因為這些優點包括簡單的結構、較小的體積等;魻杺鞲衅魇歉鶕魻栐O計的,結構簡單、功能強大、抗干擾強應最困難的電力環境而設計。

             發電機速度檢測模式可分為兩類:測速發電機檢測或脈沖發生器檢測。測速發電機的工作方式是將轉速轉換為電壓信號,該運行可靠,但精度低尺寸大,因為測量值是模擬量,所以必須在轉換為a/d后讀入計算機。脈沖發生器的工作方式取決于電機的轉速,并發出相應的脈沖數量。根據性能檢測需要選擇或設計脈沖發生器。 基于霍爾組件的脈沖生成器制作的簡單快捷成本低。而機車系統的電氣環境更加惡劣,因此產品必須具有更高的抗干擾力。  

             霍爾傳感器原理:1. 位于半導體片上,其長度為l,寬度為b,厚度為d,插入磁性強度為B的磁場時,如果電流由兩側控制通入電流I,并且該磁場的方向與當前方向正交,則會在半導體的另一側生成控制電流的大小和強度乘以磁感應強度B的乘積與電磁勢UH成正比,即UH=KHIB。它KH是霍爾元件靈敏度。2 .集成電路中的信號會根據磁場強度的變化來放大霍爾組件的幅值,然后通過信號變換器、驅動器、放大輸出和頻率變化信號進行傳遞。   

             

        齒輪.jpg

            工作設置1. 使用霍爾元件能輕松檢測磁場,將霍爾元件放置在檢測器件中制作成各種形狀的探頭,因為霍爾元件僅對垂直子器件表面的磁場敏感度感,所以電磁力必須垂直于元件表面,而輸出電壓可在開啟電源后檢測磁場的磁感應強度。如果不垂直,需求出垂直分量來計算被測磁場的磁感應強度值。此外,由于霍爾元件非常小,可進行多點檢測、計算機處理數據、電場分布狀態和并對狹小空間內的磁場進行檢測。2.工作磁體設置使用磁場作為感官對象的移動和位置信息的載體,通常會使用由一個帶有永久磁鋼生成的工作磁場。在遮斷方式中,使用軟磁作為運動的工作部分(如鐵翼)來調整工作場所,此方法非常精確,冀片的位置重復精度最多可以在125c處重復50μs。當兩個齒之間的間隙與霍爾元件對齊時,磁場相對較弱。當齒與霍爾元件對齊時,磁場的強度相對較大。旋轉齒輪時,通過霍爾元件的電磁線密度會發生變更,霍爾元件會產生mV級的準方波電壓。此信號還必須從電子電路轉換為標準脈沖電壓,當磁場的s接近霍爾電路外殼標記的一側時,它是在霍爾電路上正向運作。 您也可以將工作磁鐵固定在霍爾元件(未放置標記一側)上,以便在檢查過的磁鐵物件(例如鋼齒輪)附近檢查它們,以檢測特定物件的運動參數(例如齒輪、凸緣、缺口等)。 霍爾效應速度傳感器中,當目標移動到霍爾效果傳感器位置(即,霍爾傳感器位于靶和磁鐵之間)時,霍爾效應傳感器會檢測到目標信號的變化;魻栃袘鲿䴔z測磁通量的大小。使用hall效果表達式: u h = k h IB,當磁盤上使用n磁性加載時,每旋轉一周磁場變化N 次,會相應地同頻率變換霍爾電勢,輸出電勢將測量通過放大、整形和計數電路測量從而測出旋轉速度。  

         旋轉速度測量原理


         根據霍爾效應原理,在電動機的旋轉軸上的轉臺的邊緣固定永久磁鋼,轉臺伴隨主軸的旋轉而旋轉,在轉臺下安裝霍爾元件,轉臺受伴隨主軸的旋轉而產生的磁鐵產生的磁場的影響。 霍爾元件是由半導體材料構成的薄板,在與平面垂直的方向上施加外部磁場b,在沿著平面的方向的兩端施加外部電場時,電子在磁場中移動,結果在元件的兩個側面間產生霍爾電位。其大小與外部磁場及電流大小成正比;魻杺鞲衅鲝捏w積小、無觸點、動態特性好、壽命長等特點出發,廣泛應用于測定旋轉體的旋轉速度的領域;魻栐幱谌我鈽O性的定磁場中時,其上的2個霍爾傳感器產生相同的輸出信號。與磁場的絕對強度無關,其差始終為零。但是,由于一個單元與磁場集中的輪齒相對,另外一個單元與一個齒隙相對,所以在兩個霍爾單元間存在磁場梯度時產生差分信號,在芯片上放大。實際上,這個差是表現可以通過對應的集成控制電路進行修正的小的偏移量的差。根據這樣的動態差原理,在傳感器面和齒輪之間存在大的空隙的條件下維持高靈敏度。

         齒輪、傳感距離、角度精度  

             一個齒輪用m = d/z表示。這里,d是齒輪直徑,z是齒輪齒數。計算從輪齒到輪齒的距離為t,節距為t =πm時,一方的輪傳感器與一方的輪齒相對,另一方的輪傳感器與一方的齒隙相對時,檢測出最大差異。這個設備內的2個霍爾傳感器的間隔為2.5 mm、模塊數1、對應間距3.14 win條件下,所有這些設備都會檢測到差異。此系數大于3時,或者齒輪不規則時,有可能長期檢測不到足夠的差異。這意味著輸出信號是不確定的。傳感器和齒輪之間的最大允許距離是溫度、模塊、磁鐵、速度的函數,每當齒輪的齒/齒隙改變時,輸出端就會產生脈沖,可以表示速度?s短距離會產生大的有用信號。由此,能夠表現齒輪旋轉角度的傳感器的低/高遷移次數越增加,越能夠提高切換精度。


         電路圖設計。

              霍爾元件輸出高電平時,v 2導通,v 1截止,信號輸出端輸出矩形波低電平;魻栐敵鰹榈碗娖綍r,v 1導通、v 2截止、輸出端為方波的高電平。從信號輸出端子輸出每個周期的方波表示旋轉了1齒。單位時間內輸出的脈沖數n,因此可以求出單位時間內的速度v = nt ( t =πm );魻杺鞲衅骷捌鋺么琶魝鞲衅鞅环Q為磁敏傳感器,主要包括單簧管、磁敏二極管、磁敏晶體管、磁阻傳感器及霍爾傳感器等。 霍爾傳感器及其應用介紹;魻杺鞲衅饕源艌鰹槊浇,可以檢測位移、振動、轉速、加速度、流量、電流、電力等各種物理量。 不僅實現非接觸測量,而且使用永久磁鐵產生磁場,不需要追加能量。此外,由于霍爾傳感器尺寸小、廉價、應用電路簡單、性能可靠,因此可以得到極其廣泛的應用。


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