霍尔式车速传感器的检测方法

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4 6 9 5. . . .——

第 3 O卷

第 1 2期

2 O 1 3年 1 2月

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基于霍尔车速传感器的测控平台设计程登良，蒋伟荣，黄志文，张凯，王卫华(湖北汽车工业学院电气与信息工程学院，湖北十堰 4 4 2 0 0 2 )

摘

要：提出了一种基于霍尔车速传感器的测控平台的设计方法。该平台主要包括 D S P系统板、霍尔车速

传感器、汽车车速工况模拟装置、汽车车速仪表以及上位机。介绍了车速表、车速传感器及车速工况模拟装

验.实 m p eⅢ 置选型，叙述了硬件设计过程，阐述了汽车仪表车速系数标定、车速信号频率测量和带前馈控制的 P I D车速电机控制策略及系统测控流程。测试结果表明，车速传感器信号测量准确可靠，模拟车速工况控制快速平

稳。该平台能够加深学生对汽车车速参数标定与测量、霍尔车速传感器信号特性及信号调理电路设计、前馈技

控制的 P I D控制策略等的认知理解。 关键词：测控平台；霍尔车速传感器； D S P;频率测

霍尔型车速传感器的智能测试系统

汽车工艺与材料

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检测

文章编号：!55#677!8（"55"）59655#765#

霍尔型车速传感器的智能测试系统

李俊松，宋仲康

（武汉理工大学，湖北

武汉

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摘要：霍尔型车速传感器是现代汽车控制系统的重要部件，对这类传感器的特性加以测试成为测试领域一个重要研究方向。介绍了霍尔型车速传感器及其测试系统的组成、原理和测试方法，并且成功地研制了智能车速传感器测试系统。

关键词：霍尔传感器；控制技术；测试系统文献标识码：$%!&’!&()

中图分类号：*

!引言

目前，汽车上所使用的控制系统从功能上可分

##$!

测试系统总体设计方案系统的组成

本测试系统由硬件和软件组成。硬件采用计算

为传感器单元、控制单元和执行单元!部分。其中传感器单元是汽车智能化高技术的前驱和标志，有其独特的重要地位。对于汽车传感器而言，汽车工况需要监视控制的大量参数都是非电量常数，因而传感器是汽车控制系统的“眼睛”，其质量的好坏将直接影响对汽车各部位的监测和控制的质量，从而影响汽车的整体性能。本系统是针对霍尔型车速传感器而研制和开发的。

机实时多任务分级控制

第4章磁电式传感器

磁电式传感器是通过磁电作用将被测量(如振动、位移、转速等)转换成电信号的一种传感器。磁电感应式传感器、霍尔式传感器都是磁电式传感器。磁电感应式传感器是利用导体和磁场发生相对运动产生感应电势的；霍尔式传感器为载流半导体在磁场中有电磁效应(霍尔效应)而输出电势的。它们原理并不完全相同，因此各有各的特点和应用范围。

4.1 霍尔式传感器本章要点

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4.1 霍尔式传感器

霍尔式传感器是利用霍尔元件基于霍尔效应原理而将被测量、如电流、磁场、位移、压力等转换成电动势输出的一种传感器。

?霍尔效应和霍尔元件材料?霍尔元件构造及测量电路?霍尔元件的主要技术指标?霍尔元件的补偿电路

?霍尔式传感器的应用举例

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4.1.1霍尔效应和霍尔元件材料

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霍尔效应

现象：一个宽为b,厚为a的半导体处于磁场中，当通有电流时，其两端会产生电场——霍尔效应。

F??原因：洛仑兹力?fL?qv?B电场力??L

动态平衡

fE?qEHFE

EH是霍尔电场；UH是霍尔电势（电压）。且

??UHfL?fE ? qvB?qEH?qbUH? bvB返回

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4.1.1霍尔效应和霍尔元件材料

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霍尔型车速传感器设计

二○一四届学生毕业论文（设计） 存档编号：

毕业设计（论文）

论文题目设计

英 文 ：

学 院 ： 专 业 ： 学生姓名： 学 号： 指导教师：

霍尔型车速传感器设计

摘 要

车速测量方式中，可以利用霍尔芯片对齿轮凸起和凹陷部位的变化引起的磁

场变化进行检测，通过计算磁场周期性变化的速率实现对车速的检测功能。通过ANSYS对磁场变化情况进行仿真，可以对霍尔探头检测磁场进行比较好的分析，从而可以实现对测量过程中磁场变化和霍尔芯片输出电平的检测。

关键词：霍尔传感器

ANSYS仿真 车速检测

Abstract

In the method of vehicle speed measurement Hall sensor can detect the magnetic

field changes caused by the transformation of gear's convex and concave. Meanwhile it can achieve the god of speeds detection by calculating the magnetic field changes period

功能与简介：

当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为 U=K·I·B/d 其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场（洛伦慈力Lorrentz）的磁感应强度，d是薄片的厚度。由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。

霍尔传感器的外形图和与磁场的作用关系如右图所示。磁场由磁钢提供，所以霍尔传感器和磁钢需要配对使用。

霍尔传感器检测转速示意图如下。在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢，霍尔传感器固定在圆盘外缘附近。圆盘每转动一圈，霍尔传感器便输出一个脉冲。通过单片机测量产生脉冲的频率就可以得出圆盘的转速。

备注：当没有信号产生时，可以改变一下磁钢的方向，霍尔对磁钢方向有要求。没有磁钢时输出高电平，有磁钢时输出低电平。

接线图：

测速原理图：

产品图片和管脚图：

黄长贵(德力西变频器)

摘要：本文介绍了霍尔电流传感器在通用变频器中的作用，分析了设置传感器的类型、方式、目的和需求，并介绍了传感器的工作原理及作用。 关

实验一 集成霍尔传感器特性与简谐振动实验

【实验目的】

随着科学技术的进步，测量方法也不断进步。90年代初，集成霍尔传感器技术得到了迅猛发展。各种性能的集成霍尔传感器不断涌现，在工业，交通，通讯等领域的自动控制中得到大量应用。如磁感应强度测量，位移测量，周期和转速的测量，还有液位控制，流量测量，产品计数，车辆行程计量，角度测量等。 本实验将学习集成开关型霍尔传感器的特性，并用该传感器测量弹簧振子的振动周期。从而掌握简谐振动的规律，以及磁敏器件测量振动周期的新方法。

【实验原理】

1、 弹簧在外力作用下将产生形变(即伸长或缩短)。在弹性限度内，外力F和它的变形 量?Y成正比，即：

[1] F?K?Y

这就是胡克定律，比例系数K称为弹簧的倔强系数，其值与弹簧的形状，材料有关。若改变施加在弹簧上的外力，并测量相应的形变量，即可通过式(1)推算该弹簧的倔强系数K。

2、 质量为M的物体系于一轻弹簧的自由端，并放置在光滑的水平台面上，而弹簧的另 一端固定，这就构成一个弹簧振子。若使物体在外力作用下(如用手拉)离开平衡位置少许，然后释放，则弹簧振子将在平衡点附近来回作简谐振动，其周期为:

第八章：第三节

霍尔传感器的应用

霍尔电势是关于I、B、 三个变 量的函数，即 EH=KHIBcos 。利用这 个关系可以使其中两个量不变，将第 三个量作为变量，或者固定其中一个 量，其余两个量都作为变量。这使得 霍尔传感器有许多用途。

2013-7-16

霍尔高斯计(特斯拉计)的使用霍尔元件

磁铁

2013-7-16

霍尔传感器用于测量磁场强度

测量铁心 气隙的B值2013-7-16

霍尔元件3

霍尔转速表在被测转速的转轴上安装一个齿盘，也可选取机 械系统中的一个齿轮，将线性型霍尔器件及磁路系统 靠近齿盘。齿盘的转动使磁路的磁阻随气隙的改变而 周期性地变化，霍尔器件输出的微小脉冲信号经隔直、 放大、整形后可以确定被测物的转速。 f

n 60

线性霍尔

22

N

S

磁铁

2013-7-16

霍尔转速表原理

当齿对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔 元件，可产生较大的霍尔电动势，放大、整形 后输出高电平；反之，当齿轮的空挡对准霍尔 元件时，输出为低电平。2013-7-16 5

霍尔转速传感器在汽车防抱死装置 (ABS)中的应用带有微 型磁铁 的霍尔 传感器钢质

霍尔

若汽车在刹车时车轮被抱死，将产生危险。 用霍尔转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。2013-7

目 录

一、课程设计目的与要求……………………………………….…………….…..2

二、元件介绍…………………………………………………………………….…....3 三、课程设计原理…………………………………………………………………...6

3.1霍尔效应………………………………………………………………………... 6 3.2测磁场的原理,载流长直螺线管内的磁感应强度 ……………………..8

四、课程设计内容………………………………………………………...………...10

4.1电路补偿调节……………………………………………………………...…..10 4.2失调电压调零 …………………………………………………………….…..10 4.3按图4-3接好信号处理电路……………………………………………......10 4.4按图4-4接好总测量电路……………………………………………….….11 4.5数据记录与处理……………………………………………………….……....12 4.6数据拟合..……………………………………………………………….…........14

五、成品展示……………………………………………………………………….....16

吉林建筑工程学院

电气与电子信息工程学院

传感器及检测技术课程设计报告

设计题目： 霍尔元件小车测速系统设计 专业班级： 电子信息科学与技术081班 学生姓名： 赵越 学 号： 10308105 指导教师： 王 超 吴鹤君 设计时间： 2011.12.12－2011.12.23 教师评语： 目 录 I 成绩 评阅教师 日期

1 绪 论 ................................................................... 1 1.1 设计任务 .............................................................. 1 1.2 方案分析论证

实验二十三 霍尔式传感器的直流激励特性

1252659 范栋轶

一、实验目的

了解霍尔式传感器的原理与特性。

二、实验原理

霍尔传感器是由两个环形磁钢组成梯度磁场和位于梯度磁场中的霍尔元件组 成。当霍尔元件通过恒定电流时，霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时，输出的 霍尔电势V 取决于其在磁场中的位移量X，所以测得霍尔电势的大小便可获知霍 尔元件的静位移。

三、实验单元及部件

霍尔片、磁路系统、电桥、差动放大器、F/V 表头、直流稳压电源、测微头、 振动平台、主副电源。

有关旋钮的初始位置：差动放大器增益旋钮打到最小、电压表置 20V 档，直 流稳压表电源置2V 档，主副电源关闭。

三、实验步骤

（1）了解霍尔式传感器的结构及在实验仪上的安装位置，熟悉实验面板上霍尔片 的符号。霍尔片安装在实验仪的振动圆盘上，两个半圆永久磁钢固定在实验仪的 顶板上，二者组成霍尔传感器。

（2）开启主副电源，将差动放大器调零后增益最小，关闭主副电源，根据图23 接线，W1、r 为电桥单元的直流电桥平衡网络。

（3）装好测微头，调节测微头与振动台吸合并使霍尔片置于半圆磁钢上下正中位 置。

（4）开启主副电源，调整W1 使电压表指示为零。

（5）上下旋动测微头米，记下电压表的读数，建议每0.5m