磁阻傳感器HMC102用于車輛檢測(cè)技術(shù)

　　對(duì)于檢測(cè)停車位上車輛的存在，可用一個(gè)HMC1021（單軸）和一個(gè)HMC1222（雙軸）組成一個(gè)三軸傳感器，將傳感器放置在停車位中間，當(dāng)磁場(chǎng)方向?yàn)锽S方向的地球磁場(chǎng)時(shí)，傳感器將磁場(chǎng)分成Bx、By、Bz向量分量。這樣，Bx、By、Bz就既能代表分方向，也能代表BS的幅值。當(dāng)車輛接近傳感器時(shí)，BS的方向和幅值就會(huì)發(fā)生變化。一個(gè)各向異性的磁傳感器能夠檢測(cè)到一個(gè)軸的變化，有三軸的傳感器能夠在檢測(cè)范圍邊緣上更加可靠的檢測(cè)車輛，為檢測(cè)提供更可靠的保障。通過(guò)對(duì)AMR傳感器簡(jiǎn)單的設(shè)置，可以有效而可靠地檢測(cè)車輛的存在。圖5是簡(jiǎn)單的車輛檢測(cè)電路，HMC1021電橋上采用5V供電，增益為200，10kΩ的電位器用于電橋補(bǔ)償和修整地球磁場(chǎng)偏置，當(dāng)傳感器電橋的外加磁場(chǎng)為地球磁場(chǎng)時(shí)（地一般在0.5Gauss左右），通過(guò)10 kΩ電位器將放大器輸出設(shè)置為2.5V。正確選擇R7、R8、R9、R10的值，可以調(diào)整傳感器輸出范圍。HMC1021也可用其它HMC10xx系列傳感器代替，只是靈敏度不同，HMC1021規(guī)定的靈敏度為1mV/V/Gauss。對(duì)于實(shí)際使用中，若HMC1021磁阻傳感器測(cè)量的磁場(chǎng)范圍超出±6Gauss，傳感器就不能很好的保持線性輸出，它的靈敏度也會(huì)隨之降低，此時(shí)就不能用它來(lái)檢測(cè)極弱的磁場(chǎng)，一旦出現(xiàn)這種情況，可用脈沖電路施加到SET/RESET電流帶來(lái)恢復(fù)其原來(lái)的靈敏度。

　　實(shí)驗(yàn)利用微控制器D0口每隔10s送出一個(gè)1ms低電平，通過(guò)IRF7509（一個(gè)N溝道和一個(gè)P溝道集成的MOS管芯片）和外接電容產(chǎn)生設(shè)置/重置脈沖，對(duì)傳感器進(jìn)行設(shè)置/重置。圖5中只給出單軸電路，對(duì)于需要精確測(cè)量車子存在和方向的可按照上圖鋪設(shè)出完全一樣的電路來(lái)檢測(cè)。對(duì)于車輛方向和存在進(jìn)行測(cè)定的實(shí)驗(yàn)設(shè)置，三軸磁傳感器安放在地面，東-西方向放置，X、Y、Z軸方向定義如圖6所示。

　　在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，一輛轎車從磁傳感器上方正中央沿東-西方向開(kāi)過(guò)。原點(diǎn)代表轎車車頭剛好到達(dá)傳感器位置。X、Y、Z 三軸輸出曲線分別如圖7所示。

　　從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)車頭離傳感器有一定距離時(shí)，傳感器的各輸出軸幾乎不會(huì)發(fā)生變化，車輛漸漸靠近傳感器時(shí)，車輛的附近的地磁場(chǎng)朝車子方向發(fā)生了偏移，此時(shí)，X軸為傳感器靈敏軸，X軸的輸出有了較明顯變化變化，當(dāng)車輛的前輪軸通過(guò)傳感器上方時(shí)，車輛的車輪（含有鐵鎳合金）對(duì)地磁場(chǎng)有較大的影響，此時(shí)，Y軸為靈敏軸，Y軸的輸出變化最大。車輛繼續(xù)前行，當(dāng)傳感器的位置位于車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)下方時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)附近磁場(chǎng)有較大影響，此時(shí)，X軸、Z軸為傳感器靈敏軸，X、Z軸輸出變化最大。當(dāng)車輛的后輪到達(dá)傳感器位置時(shí)，Y軸輸出又有了較大變化。當(dāng)車子快離開(kāi)傳感器時(shí)，X軸、Z軸輸出有了較大變化，這是因?yàn)檐囕v的后備箱里面有裝備用胎，對(duì)X、Z方向的磁場(chǎng)造成一定的干擾。當(dāng)車輛遠(yuǎn)離開(kāi)傳感器上方時(shí)，各軸輸出回復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。

　　四、結(jié)論

　　從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看出，汽車位置變化可以引起地磁場(chǎng)的變化，當(dāng)傳感器上方有車子時(shí)，傳感器周圍穩(wěn)定的地磁場(chǎng)分布收到了擾動(dòng)，這個(gè)擾動(dòng)可以被傳感器確定的撲捉到，傳感器輸出變化明顯，可以此檢測(cè)出特定車位上車輛的到位其情況。是一種實(shí)用的車輛檢測(cè)傳感器。它具有不容易受溫度變化及風(fēng)雪天氣干擾等的優(yōu)點(diǎn)。在智能化交通系統(tǒng)和相關(guān)應(yīng)用中，地磁車輛檢測(cè)必將以器性能可靠，安裝方便，價(jià)格經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)取代目前普遍使用的車輛檢測(cè)產(chǎn)品。