傾斜角度傳感器

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霍爾式角度傳感器采用差分式霍爾測(cè)量原理實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的高精度測(cè)量。配合特定的安裝支架及連桿機(jī)構(gòu)，可用于測(cè)量懸架高度、踏板位置及通用角位移等。

一、工作原理

1.1 霍爾效應(yīng)的原理

霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾

（A.H.Hall,1855-1938）于 1879 年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。后來發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng)，而半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬強(qiáng)得多，利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面?；魻栃?yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。流體中的霍爾效應(yīng)是研究“磁流體發(fā)電”的理論基礎(chǔ)。由霍爾 效應(yīng)的原理知，霍爾電勢(shì)的大小取決于：Rh 為霍爾常數(shù)，它與半導(dǎo)體材質(zhì)有關(guān)；IC 為霍爾元件的偏置電流；B 為磁場(chǎng)強(qiáng)度；d 為半導(dǎo)體材料的厚度。對(duì)于一個(gè)給定的霍爾器件，Vh 將完全取決于被測(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度B。

一個(gè)霍爾元件一般有四個(gè)引出端子，其中兩根是霍爾元件的偏置電流IC 的輸入端，另兩根是霍爾電壓的輸出端。如果兩輸出端構(gòu)成外回路，就會(huì)產(chǎn)生霍爾電流。一般地說，偏置電流的設(shè)定通常由外部的基準(zhǔn)電壓源給出；若精度要求高，則基準(zhǔn)電壓源均用恒流源取代。為了達(dá)到高的靈敏度，有的霍爾元件的傳感面上裝有高導(dǎo)磁系數(shù)的坡莫合金；這類傳感器的霍爾電勢(shì)較大，但在0.05T 左右出現(xiàn)飽和，僅適用在低量限、小量程下使用。近年來，由于半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了各種類型的新型集成霍爾元件。這類元件可以分為兩大類，一類是線性元件，另一類是開關(guān)類元件。

1.2 線性霍爾元件的原理

UGN350lT 是一種目前較常用的三端型線性霍爾元件。它由穩(wěn)壓器、霍爾發(fā)生器和放大器組成。用UGN350lT 可以十分方便地組成一臺(tái)高斯計(jì)。其使用十分簡(jiǎn)單，先使B=0,記下表的示值VOH,再將探頭端面貼在被測(cè)對(duì)象上，記下新的示值VOH1.ΔVOH=VOH1-VOH,如果ΔVOH>0, 說明探頭端面測(cè)得的是N 極；反之為S 極。UGN3501T 的靈敏度為7V/T, 由此即可測(cè)出相應(yīng)的被測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度B.如果采用數(shù)字電壓表（DVM）， 可得圖1 所示的線性高斯計(jì)。運(yùn)放采用高精度運(yùn)放CA3130.該電路的具體調(diào)零方式為：開啟電源后，令B=0,調(diào)節(jié)W1 使DVM 的示值為零，然后用一塊標(biāo)準(zhǔn)的釹鋁硼磁鋼（B=0.1T）貼在探頭端面上，調(diào)節(jié)W2 使DVM 的示值為1V 即可。本高斯計(jì)檢測(cè)時(shí)示值如果為-200mV,則探頭端面檢測(cè)的是S 極，磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.02T.本高斯計(jì)也可用來測(cè)量交

變的磁場(chǎng)，不過DVM 應(yīng)改為交流電壓表。顯然使用圖1 的電路可以很方便地?cái)U(kuò)展普通數(shù)字萬用表的功能。

用UGN3501T 還可以十分方便地組成如圖2 所示的鉗形電流表。將霍爾元件置于鉗形冷軋硅鋼片的空隙中，當(dāng)有電流流過導(dǎo)線時(shí)，就會(huì)在鉗形圓環(huán)中產(chǎn)生磁場(chǎng)，其大小正比于流過導(dǎo)線電流的安匝數(shù)；這個(gè)磁場(chǎng)作用于霍爾元件，感應(yīng)出相應(yīng)的霍爾電勢(shì)，其靈敏度為7V/T, 經(jīng)過運(yùn)放μA741 調(diào)零，線性放大后送入DVM,組成數(shù)字式鉗形電流表。該表的調(diào)試也十分簡(jiǎn)單：導(dǎo)線中的電流為零時(shí)，調(diào)節(jié)W

1、W2 使DVM 的示值為零。然后輸入50A 的電流，調(diào)W3 使DVM 讀數(shù)為5V;反向輸入-50A 電流，數(shù)字表示值為-5V.反復(fù)調(diào)節(jié)W1、W2、W3,讀數(shù)即可符合要求。本鉗形電流表經(jīng)實(shí)驗(yàn)，其靈敏度不小于0.1V/A,同樣，本電流表也可用于交流電流的測(cè)量，將DVM 換成交流電壓表即可，十分方便。

二、應(yīng)用

? 自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)（AFS）

? 自動(dòng)前大燈調(diào)光系統(tǒng)（ALS）

? 主動(dòng)懸架系統(tǒng)

? 加速/減速踏板角度傳感器

? 鐵路傾斜角度測(cè)量

三、產(chǎn)品特點(diǎn)

? 非接觸式測(cè)量方式

? 測(cè)量范圍可按客戶需求定制

? 比例模擬電壓、PWM 輸出方式

? 支持雙路冗余輸出方式

四、產(chǎn)品參數(shù)

4.1 環(huán)境特性

4.2 輸出特性（工作溫度范圍內(nèi)）

4.3 機(jī)械接口