霍尔传感器怎么测量位移

(一) 霍尔式微位移传感器

霍尔元件具有结构简单、体积小、动态特性好和寿命长的优点，它不仅用于磁感应强度、有功功率及电能参数的测量，也在位移测量中得到广泛应用。如图7－19所示。

图7－19 霍尔式位移传感器的工作原理

(a) 磁场强度相同传感器 (b) 简单的位移传感器 (c) 结构相同的位移传感器

上图给出了一些霍尔式位移传感器的工作原理图。

(a) 是磁场强度相同的两块永久磁铁，同极性相对的放置，霍尔元件处在两块磁铁的中间。由于磁铁中间的磁感应强度B=0，因此霍尔元件输出的霍尔电势也为零，此时位移Δx=0。若霍尔元件在两磁铁中产生相对位移，霍尔元件感受到的磁感应强度也随之改变，这时UH不为零，其量值大小反映出霍尔元件与磁铁之间相对位置的变化量。这种结构的传感器，其动态范围可达5mm，分辨率为0.001mm。

(b) 是一种结构简单的霍尔位移传感器，是由一块永久磁铁组成磁路的传感器，当霍尔元件处于初始位置Δx=0，霍尔电势UH不等于零。

(c) 是一个由两个结构相同的磁路组成的霍尔式位移传感器，为了获得较好的线性分布，在磁极端面装有极靴，霍尔元件调整好初始位置时，可以使霍尔电势UH=0。这种传感器灵敏度高，但它所能检测的位移量较小，适合于微位移量及振动的测量。

(二) 霍尔式转速传感器

图7－20 几种霍尔式转速传感器的结构

汽车、摩托车上的测速装置都用到了霍尔式转速传感器，图7－20是几种不同结构的霍尔式转速传感器。转盘的输入轴与被测转轴相连，当被测转轴转动时，转盘随之转动，固定在转盘附近的霍尔式传感器便可在每一个小磁铁通过时产生一个相应的脉冲，检测出单位时间的脉冲数，便可知被测转速。根据磁性转盘上小磁铁数目多少就可确定传感器测量的转速。

(三) 其他应用

霍尔传感器的应用非常广泛，如霍尔式无刷电动机，正是它的出现，取消了传统直流电机中的换向器和电刷，避免了电火花和电刷磨损等问题，所以它在录像机、CD唱机、光驱等家用电器中得到越来越广泛。霍尔接近开关，又称为无触点开关，当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，进而控制开关的通或断，这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。电梯运行停止时的控制就是霍尔开关的作用。