非接觸位置測量線性霍爾元件-粵科源興科技

傳統(tǒng)的基于光學(xué)原理的位置檢測在冶金煉焦工業(yè)場合 ,難免有焦?fàn)钗镔|(zhì)附著在測量元件表面 , 影響正常使用 ,無法解決這些場合的位置檢測問 題。基于磁場檢測的方法對(duì)此不敏感 ,可以用 于這些場合的位置檢測?；魻栐腔诨魻栃?yīng)原理將被測量的信號(hào)（如電流、磁場、位移等） 轉(zhuǎn)換成電動(dòng)勢輸出的一種傳感器 ,由于具有結(jié)構(gòu)簡單、無接觸壽命長等特點(diǎn) ,霍爾元件被廣泛用于測量技術(shù)領(lǐng)域。一種利用線性霍爾元 件進(jìn)行基于磁場的位置檢測方法。由于霍爾元件 對(duì)環(huán)境溫度、周圍雜散磁場變化敏感 ,只有有效地 解決霍爾元件的這些問題 ,才能將霍爾元件應(yīng)用于這些場合實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的位置測量。

非接觸位置測量測量方法

位置測量可以認(rèn)為是移動(dòng)物體相對(duì)于靜止參考點(diǎn)的直線位置的測量。本文采用的測量方法如 圖 1 所示,將一個(gè)由永久磁鐵構(gòu)成的磁頭放置在靜止參考點(diǎn)上,在靜止參考點(diǎn)附近形成一個(gè)由永久磁鐵產(chǎn)生的磁場。裝有線性霍爾元件的霍爾裝 置沿直線軌道運(yùn)行,直線軌道與過靜止參考點(diǎn)的直線平行,平行距離恒定在 90 mm。當(dāng)霍爾裝置在軌道上從圖1中的位置1向位置 3 移動(dòng)時(shí) ,靠 近磁頭磁場加強(qiáng) ,遠(yuǎn)離磁頭磁場減弱。安裝在霍爾裝置上的線性霍爾元件 ,根據(jù)所處磁場的強(qiáng)弱 輸出不同大小的霍爾電勢 ,由此確定運(yùn)動(dòng)物體與 參考點(diǎn)之間的位置。如圖 2 位置測量示意圖所示 ,霍爾測量裝置內(nèi)部設(shè)有對(duì)稱的霍爾元件 ,左右各一個(gè) ,磁頭在測 量裝置運(yùn)行軌道的水平下方。

圖 2 中 （a） 、（ b） 、 （c） 對(duì)應(yīng)于位置測量時(shí)霍爾裝置靠近磁頭從左向 右移動(dòng)的 3 個(gè)位置。 處在不同位置 ,受到磁場影響不同 ,輸出的霍 爾電勢不同。利用這一特性 ,設(shè)計(jì)霍爾元件電壓 輸出信號(hào)檢測電路 ,通過對(duì)輸出信號(hào)的分析 ,確定 霍爾測量裝置的位置。

圖 3 所示為霍爾裝置的整 機(jī)電路框圖 ,將霍爾元件 1、2 輸出的電壓信號(hào)進(jìn) 行放大比較處理 ,通過差動(dòng)輸入來平衡補(bǔ)償環(huán)境 因素等造成的誤差 , 再經(jīng)過放大器轉(zhuǎn)換為較大的 電壓信號(hào)。通過 V/ I 轉(zhuǎn)換電路 ,使得霍爾測量裝 置輸出 4～20 mA 標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào) ,不同的電流輸 出值對(duì)應(yīng)著霍爾裝置所處的不同位置。將電流信 號(hào)送入后級(jí)設(shè)備 ,通過后級(jí)設(shè)備對(duì)電流信號(hào)的處 理來達(dá)到所要求的控制目的。利用霍爾元件進(jìn)行位置測量 ,已經(jīng)在某煉焦企業(yè)的車輛對(duì)位控制中得到實(shí)際應(yīng)用。