基于霍尔元件的测速系统设计的开题答辩PPT课件

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霍尔式压力传感器
磁钢
霍尔元件
N S
S N 波登管 压力P
图9-9 霍尔压力传感器结构原理图
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霍尔式压力传感器由两部分组 成：一部分是弹性敏感元件的 波登管用以感受压力P，并将P 转换为弹性元件的位移量x， 即x＝KPP，其中系数KP为常数。 另一部分是霍尔元件和磁系统， 磁系统形成一个均匀梯度磁场， 如右图所示，在其工作范围内， B＝KBx，其中斜率KB为常数； 霍尔元件固定在弹性元件上， 因此霍尔元件在均匀梯度磁场 中的位移也是x。
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理想情况下，不等位电 势 UM=0 ，对应于电桥的平衡 状态，此时R1＝R2＝R3＝R4。 如果霍尔元件的 UM≠0 ， 则电桥就处于不平衡状态， 此时R1、R2、R3、R4的阻值有 差异， UM 就是电桥的不平衡 输出电压。 只要能使电桥达到平衡 的方法都可作为不等位电势 的补偿方法。
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（一）基本补偿电路
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合理选择负载电阻

如上图所示，若霍尔电势输出端接负载电阻RL， 则当温度为T时，RL上的电压可表示为： RL UL UH RL R0 式中 R0—霍尔元件的输出电阻。
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当温度由T变为T+ΔT时，则RL上的电压变为 RL U L U L U H (1 T ) RL R0 (1 T )
需施加极高的电压才能产生很小 的电流。因此霍尔元件一般采用N 型半导体材料
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2）霍尔电压UH与元件的尺寸有关。 高，所以霍尔元件的厚度都比较薄， 但d太小，会使元件的输入、输出电 阻增加。 霍尔电压UH与控制电流及磁场强 度成正比，当磁场改变方向时，也改 变方向。
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d 愈小，KH 愈大，霍尔灵敏度愈

霍尔式车速传感器的安装位置 灵活，可以方便地集成到车辆
的各个系统中。
缺点
成本较高
对磁场敏感
霍尔式车速传感器的制造成本较高，导致 其价格相对较高。
霍尔式车速传感器对磁场较为敏感，容易 受到周围磁场的影响，需要进行特殊的屏 蔽处理。
响应速度有限
对温度敏感
尽管霍尔式车速传感器能够实现高精度测 量，但其响应速度相对较慢，可能无法满 足某些特定应用的需求。
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霍尔式车速
高精度测量
霍尔式车速传感器能够实现高 精度的车速测量，提供准确的
车辆速度信息。
稳定性好
由于其工作原理，霍尔式车速 传感器具有较好的稳定性，不
易受到外部环境的影响。
长寿命
由于其内部结构简单，霍尔式 车速传感器的寿命较长，减少
了维护和更换的频率。
易于安装
霍尔元件
定义
霍尔元件是一种基于霍尔效应的半导 体器件，能够将磁场变化转换为电信 号。
工作原理
应用
在霍尔式车速传感器中，霍尔元件用 于检测齿圈与传感器之间的距离变化 所产生的磁场变化，从而输出相应的 电信号。
当磁场垂直于霍尔元件的电流方向时 ，会在霍尔元件的两端产生电压差， 这个电压差与磁场强度成正比。
霍尔式车速传感器的性能受温度影响较大 ，需要在一定的温度范围内使用，否则需 要进行温度补偿。
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霍尔式车速传感器的未来 发展
技术发展趋势
集成化
随着微电子和半导体技术的发展 ，霍尔式车速传感器将趋向于更 小、更轻、更集成化的方向发展
。
智能化
传感器将与人工智能、机器学习等 技术结合，实现自适应、自校准等 功能，提高测量精度和可靠性。
《霍尔式车速传感器》PPT 课件

2.开机或关机前将测试仪的“IS输出”和“ IM输出”旋钮逆时针旋到底 ，使输出电流趋于零。 在调节IS、IM 两旋钮时一定要注意切换。
3.工作电流IS不要超过2mA。 4.实验仪上电磁铁线圈以及霍尔元件上引出的与三个双刀双向开关之间 的连线已由厂家接好，不要拆。
实验内容
1.用消除附加电压的方法，测霍耳元件的 UH—IS曲线。
大学物理实验系列——霍尔元件磁场测 量讲义
会计学
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实验原理
处在磁场中的载流导体或半导体， 如果磁场方向和电流方向垂直，则在与 磁场和电流都垂直的方向上出现横向电 场，这就是霍尔效应。所产生的电场称 霍尔电场，相应的电位差称霍尔电压。 产生霍尔效应的载流体称霍尔元件。
霍尔电压
KHISB UH
z
磁感应强度
用于霍尔电流 IS的电源输出
数字电压表
数字电流表
用于励磁电流 IM的电源输出
电压Uσ 霍尔电压UH 输入
霍尔电流IS 调节旋钮
电流显示 选择键
励磁电流IM 调节旋钮
注意事项
1.测试仪的“IM输出”不能错接到实验仪的“IS输入”或“Uσ 、 UH输出 ”（工作电流或霍尔电压）开关上，以防烧坏霍尔元件。
B
y
霍尔电流霍尔元件源自ISXA霍尔元件灵敏度KH
( mV ) ( mV ) mA kGs mA T
霍尔电压UH 、霍尔电流 IS 、磁感应强度B 相互垂直。 IS
、B 有一个改变方向，UH 的方向随之改变；IS 、B 同时改变方
向时， UH 的方向不变。
与霍尔电压UH同时存在的附加电压主要有：
1.电极位置不对称产生的不等势电势差U0 2.热磁效应直接引起的附加电势差UN 以及热磁效应产生的温差引起的附加电势差UR （能斯脱Nernst效应和纪- 勒杜克Righi-Leduc效应） 3.温差电效应引起的附加电势差UE （厄廷豪森Etinghausen效应）

3、合上主机箱电源开关，在小于12Ｖ范围内(电压 表监测)调理主机箱的转速调理电源(调理电压改 动电机电枢电压)，察看电机转动及转速表的显示 情况。
4、从2Ｖ开场记录每添加１Ｖ相应电机转速的数据 (待电机转速比较稳定后读取数据)；画出电机的 ｖ—ｎ(电机电枢电压与电机转速的关系)特性曲 线。实验终了，封锁电源。
实1将霍尔转速传感器安装于霍尔架上，传感 器的端面对准转盘上的磁钢并调理升降杆使传感器 端面与磁钢之间的间隙大约为2～3ｍｍ。
2、首先在接线以前，合上主机箱电源开关，将主机箱 中的转速调理电源2—24ｖ旋钮调到最小(逆时针方 向转究竟)后接入电压表(显示选择打到20ｖ档)监测 大约为１.25V；然后封锁主机箱电源，将霍尔转速 传感器、转动电源按图16所示分别接到主机箱的相 应电源和频率／转速表(转速档)的Fin上。