霍爾傳感器的應(yīng)用探討

3 直流激勵(lì)時(shí)霍爾傳感器位移測量電路探討
3．1 位移測量電路分析
直流激勵(lì)時(shí)霍爾傳感器位移電路圖如圖3所示。控制極通過兩個(gè)反向穩(wěn)壓二極管接到±4 V的直流穩(wěn)壓電源上，以確?？刂茦O之間的電壓為4 V。輸出極的某端接至RW1電位器的可調(diào)端，調(diào)節(jié)不等位電勢。不需要轉(zhuǎn)換電路是由于霍爾元件輸出的是電量值。最后經(jīng)一級(jí)放大電路輸出。測量時(shí)，先調(diào)機(jī)械零位：調(diào)節(jié)測微頭使得霍爾元件位于同極性相對(duì)放置兩塊永久磁鋼的正中間；再調(diào)電氣零位；調(diào)節(jié)RW1使得數(shù)字表顯示為零。測量方法：(1)連續(xù)曲線法：向某一方向調(diào)節(jié)測微頭數(shù)圈，讀第一個(gè)數(shù)據(jù)，再向相反方向每旋轉(zhuǎn)一圈讀一個(gè)數(shù)據(jù)，到機(jī)械零位時(shí)電壓不為零(不回零度誤差)，再繼續(xù)每旋轉(zhuǎn)一圈讀一個(gè)數(shù)據(jù)直至數(shù)圈；(2)斷續(xù)曲線法：向某一方向調(diào)節(jié)測微頭一圈，讀第一個(gè)數(shù)據(jù)，繼續(xù)每旋轉(zhuǎn)一圈讀一個(gè)數(shù)據(jù)直到機(jī)械零位，再向相反方向旋轉(zhuǎn)數(shù)圈回到機(jī)械零位讀一個(gè)數(shù)據(jù)電壓不為零(不回零度誤差)，繼續(xù)每旋轉(zhuǎn)一圈讀一個(gè)數(shù)據(jù)直至數(shù)圈。數(shù)據(jù)表格如表l；曲線如圖4所示。

3．2 不等位電勢測量分析
測量不等位電勢時(shí)，按照不等位電勢的概念進(jìn)行，使得霍爾元件位于同極性相對(duì)放置兩塊永久磁鋼的正中間，不使用電氣零位(RWI為零)，直接測量霍爾元件的輸出電壓，約40 mV。
3．3 運(yùn)算放大器分析
HA17741運(yùn)算放大器實(shí)際就是uA741，它的主要指標(biāo)為：輸入失調(diào)電壓10 mV，開環(huán)輸入電阻1 MΩ，開環(huán)增益88 db～100db，單位增益帶寬1 MHz，輸出開環(huán)阻抗60 Ω，輸出電壓轉(zhuǎn)換速度0．5 V／us。內(nèi)含單個(gè)放大器，是高增益運(yùn)算放大器，常用于軍事、工業(yè)及商業(yè)應(yīng)用。這類單片硅集成電路器件提供輸出短路保護(hù)和閉鎖自由運(yùn)作。
調(diào)零電阻及內(nèi)部功能圖如圖5所示：

Offset Null為偏置(調(diào)零端)，Vin(-)為反向輸入端，Vin(+)為正向輸入端，Vee為接地，Vout為輸出，Vcc為接電源，Nc為空腳。
uA741運(yùn)算放大器實(shí)際電路配置放大倍數(shù)約8倍，首先將運(yùn)算放大器的輸入端短路(R2、R3的左側(cè)端)進(jìn)行調(diào)零，再給定一定的輸入信號(hào)值，測量放大器的輸出端電壓，將輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之比即可。

4 結(jié)論
本文介紹了一種霍爾傳感器模板設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。首先，根據(jù)需求進(jìn)行了傳感器、放大器等選擇設(shè)計(jì)。其中選擇了霍爾傳感器，HA17741，其次，針對(duì)系統(tǒng)所使用的霍爾傳感器的性能和發(fā)展情況做了簡單介紹。最后，根據(jù)所選用的硬件設(shè)施進(jìn)行連接，完成了電路圖，并根據(jù)硬件圖做了相關(guān)試驗(yàn)，完成了調(diào)試。達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。其試驗(yàn)的結(jié)果是霍爾元件的移動(dòng)改變磁場強(qiáng)度，與霍爾電勢的線性關(guān)系，使得對(duì)霍爾傳感器的原理、特性及應(yīng)用進(jìn)行了探討，有較強(qiáng)的典型性，而且本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有功能強(qiáng)、成本低、元件少、可靠性好、簡單易行、使用范圍廣等特點(diǎn)。同時(shí)這種設(shè)計(jì)可根據(jù)具體情況作相應(yīng)的擴(kuò)展，使其滿足更多更高的要求。