霍尔传感器学习使用心得
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最近学习了一下霍尔传感器,以前在学校就学到用霍尔传感器测量电机转速,具体也没怎么研究过原理,就知道磁铁过霍尔产生脉冲。至于到底如何产生的,没仔细琢磨过。
磁铁怎么在霍尔传感器附近移动,才能产生脉冲呢?
用磁铁的什么极性去接近霍尔?
带着上面的问题,反复百度,才发现,原来简单的霍尔传感器有好几类种类:(扫盲贴)
- 线性输出,这类就是霍尔检测磁铁的磁场强度,输出电压值(如AH3503)。这种可以用在测距和测量角度上。现在有些汽车采用电子油门方案、电动车油门把手,大多就是这种种类。还可以利用线性霍尔检测直线位移。
- 开关型:只输出高低电平。
根据检测磁场的方式可以分为:
单极性霍尔:就是霍尔只检测N极性或者S极性中的一种。当磁铁的N或者S极性垂直与霍尔芯片表面接近霍尔到有效距离时候,传感器输出有效值(低电平或者高电平);离开则无输出。这类单极性的一般用作接近开关使用,比如有橱柜、冰箱的门开合检测。
两级霍尔(或者叫全极霍尔):相对于单极性而言,N级或者S级靠近传感器都会输出有效值,不分极性。这个就很有意思了。在很多的芯片手册中都会有一种说法叫“全极保持”?这种意思就是在如下图的磁铁向霍尔IC靠近时,当达到磁通在Brpn和Brps之间时,输出保持不变。如果没有保持功能的芯片,在这个区间范围内信号会变化。
交变霍尔(或者叫双极性霍尔):简单说就是N极靠近输出高电平,S级靠近输出低电平。这个在一般的芯片中也有叫做双极性保持霍尔。这里的保持就是没有磁通的时候,保持上一个状态不变。如下图所示的放置,一般可以用来检测电机转速,他输出一个50%的矩形波。当然,单极性和全极性霍尔都可以用相应的结构来检测电机转速,只是输出的矩形波占空比有差异。
案例:
而我使用双极型保持霍尔做了一个简单的位移方位检测,用来检测一个滑轨在霍尔IC的左侧还是右侧。在位移的滑轨中放置一个NS极性的磁铁(左边N级,右边S级)。现在滑轨水平由左向右移动。S级会先进入霍尔IC的感应器,霍尔输出低电平;当物体继续移动到霍尔右边时,这时候霍尔IC感知的是N级,那这时候霍尔就是输出高电平。如此反复,始终是左边时是低电平,右边时是高电平。是不是很有意思。
总结:
1.一般在选择芯片的时候,需要认真查看霍尔芯片的类型。有些手册会提到,有些不会。不会提到的一般都会给出磁束密度图,根据这个就可以判断该霍尔是什么类型。还要查看霍尔的敏感磁通在什么级别。
2.一般霍尔芯片都是1D检测,也就是将磁场作用于芯片表面(这样效果最理想,但是其他角度也可以)。Allegro推出了一款3D霍尔检测,可以检测三个方向的霍尔磁场。(其实就是合成了三个1D的霍尔)
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