Реферат Курсовая Конспект
Датчик Холла - раздел Электроника, КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по дисциплине Элементы электроники Этапы развития электроники Принцип Действия Датчиков Основан На Эффекте Холла. Основные Преимущества Эти...
|
Принцип действия датчиков основан на эффекте Холла. Основные преимущества этих датчиков заключается в отсутствии механических движущихся частей и высоком быстродействии (до 100 кГц). Благодаря этому датчики Холла отличаются высокой надежностью, долговечностью и не требуют физического контакта с измеряемой средой.
Датчики Холла широко используются там, где требуются высокая точность и надежность. Они находят применение в безколлекторных двигателях, измерителях различных величин, сварочном оборудовании, бытовых приборах, компьютерах и т.д.
Эффект Холла заключается в возникновении напряжения в проводнике с током в магнитном поле. Возникающее напряжение перпендикулярно протекающему току и пропорционально магнитному потоку. После усиления это напряжение используется для управления выходными каскадами датчиков и внешними схемами.
Выходные каскады датчиков могут быть различных типов - аналоговые, когда выходной сигнал пропорционален магнитному потоку через датчик, и цифровые, имеющие два уровня сигнала на выходе. Аналоговые каскады могут быть выполнены по схеме "открытый коллектор" (NPN) и "источник тока" (PNP). По реакции на магнитное поле датчики распределяются по трем группам: биполярные, однополярные и униполярные. Для включения биполярного датчика требуется воздействие поля положительной полярности, а для выключения - отрицательной. Однополярные датчики измеряют поля любой полярности, а униполярные - только одной (обычно положительной).
Магнитное поле может быть сформировано постоянными магнитами или электромагнитами. Изменение напряженности поля достигается путем перемещения магнита, изменения тока электромагнита или внесением магнитного материала в зазор между датчиком и магнитом. Выпускаются датчики, в которых используются внешние или встроенные в корпус магниты. В последнее время в выходные каскады датчиков Холла вводятся специальные схемы снижения температурной нестабильности датчиков и магнитов, а также схемы линеаризации аналоговых выходов. Для достижения высокой повторяемости параметров от датчика к датчику в процессе производства используется лазерная калибровка элементов схем. Это позволяет производить замену вышедших из строя приборов без последующих подстроек.
Для иллюстрации возможных вариантов исполнения датчиков Холла приводится описание серийных цифровых и аналоговых датчиков фирмы Хонейвелл (Honeywell).
Фирма Хонейвелл выпускает несколько базовых серий цифровых датчиков.
Это специальная высокочувствительная серия 2SSP-датчиков, использование которых позволяет располагать магнит на расстоянии 2 см и более от датчика. Датчики выполнены в пластиковом корпусе с размерами 4,5х4,5х1,5 мм. Выпускаются модификации для поверхностного монтажа с короткими формованными выводами - серия 2SSP-S.
Две серии биполярных цифровых датчиков SS41 и SS11 изготавливаются в миниатюрных корпусах, имеющих размеры 4х3х1,5 мм. Датчики серии SS11 выпускаются в корпусах типа SOT89, предназначенных для поверхностного монтажа (SMD - Surface Mount Device). Все датчики имеют защиту от неправильного подключения и диапазон быстродействия от 0 до 100 кГц.
Датчики серий SS400 и SS100 представляют собой приборы, состоящие из собственно датчиков поля и выходных усилителей, и имеющие выход типа "открытый коллектор". Они выпускаются в миниатюрных пластиковых корпусах с тремя выводами. Специальная конструкция корпуса (Quad-Hall-дизайн) позволяет полностью исключить внутренние механические напряжения. Для компенсации температурного дрейфа параметров предусмотрена специальная схема коррекции. Датчики предусматривают различные варианты работы:
· под действием одного полюса магнита (SS411A, SS413A,SS111A, SS113A);
· обоих полюсов (SS441A, SS443A, SS449A, SS141A, SS143A, SS149A)
· и триггер (SS461A, SS466A, SS161A, SS166A, SS561AT, SS566AT).
Серия SS400 (с индексом S) имеет корпус с формованными для поверхностного монтажа выводами, а серия SS100 - миниатюрный безвыводной SMD-корпус.
Приборы серий 103SR и SR3 представляют собой полностью закрытые датчики в алюминиевом или пластиковом корпусе (диаметр 12 мм, длина 25 мм с резьбой), имеющие защиту от неправильного включения. Внутри серии датчики отличаются друг от друга величиной измеряемого поля и типами выхода.
Фирма Хонейвелл использует лазерную подгонку при изготовлении аналоговых датчиков Холла, что позволяет получать идентичные параметры от образца к образцу и производить замены вышедших из строя приборов без последующих подстроек. Аналоговые датчики представлены сериями SS49, SS19, SS495, SS94 и 103SR.
Датчики серий SS49 и SS19 имеют параметрический линейный выход. Они изготавливаются в миниатюрных корпусах с выводами (серия SS49) и для поверхностного монтажа (SMD) - серия SS19.
Приборы серии SS495 имеют размеры корпуса 3х4 мм. Эти датчики отличаются низким энергопотреблением (7 мА при напряжении питания 5 В) и линеаризованным выходом. Температурная ошибка для разных датчиков этой серии составляет:
· SS495A - + 0,06 %;
· SS495A1 - + 0,04 %;
· SS495A2 - + 0,07 %.
Датчики серии SS94 имеют специальные встроенные схемы для увеличения температурной стабильности.
Серию аналоговых датчиков Холла 103SR отличает исполнение последних в алюминиевом корпусе с резьбой.
В таблице 1 приведены типы датчиков Холла без встроенного магнита.
Наименование | Диапазон рабочих величин магнитного потока [Гаусс] | Полярность датчика | Напряжение питания U [B] | Макс. выходное пряжение Usp [B] | Чувствительность мВ/G | Потребляемый ток [mA] | Макс. рабочая частота [кГц] | Корпус | Диапазон рабочих температур[0C] |
Датчики с цифровым выходом | |||||||||
103SR11A-1 | 50+735 | Униполярн. | 4.5 - 5.5 | Рис. 10 | 40+ 100 | ||||
103SR12A-1 | 40+495 | Униполярн. | 6 - 24 | Рис. 10 | 40+ 100 | ||||
103SR13A-1 | 40+475 | Униполярн. | 4.5 - 24 | Рис. 10 | 40+ 100 | ||||
103SR14A-1 | 5+160 | Униполярн. | 4.5 - 24 | Рис. 10 | 40+ 100 | ||||
103SR17A-1 | -205+180 | Биполярный | 4.5 - 24 | Рис. 10 | 40+ 100 | ||||
103SR18-1 | -50+120 | Пороговый | 4.5 - 24 | Рис. 10 | 40+ 100 | ||||
SR3F-A1 | 20+450 | Униполярн. | 4.5 - 24 | Рис. 11 | 40+ 100 | ||||
SR3B-A1 | -150+150 | Биполярный | 4.5 - 24 | Рис. 11 | 40+ 100 | ||||
SR3G-A1 | 70+430 | Униполярн. | 4.5 - 24 | Рис. 11 | 40+ 100 | ||||
SR3C-A1 | 30+190 | Униполярн. | 4.5 - 24 | Рис. 11 | 40+ 100 | ||||
SR4P2-A1 | 4+25 | Омниполярн. | 6 - 24 | 13.5 | Рис. 11 | 40+ 100 | |||
2SSP | 4+25 | Биполярный | 6 - 24 | 13.5 | Рис. 1 | 20+ 85 | |||
SS411A | -70+70 | Биполярный | 3.8 - 30 | Рис. 2 | 40+ 125 | ||||
SS413A | -140+140 | Биполярный | 3.8 - 30 | Рис. 2 | 40+ 125 | ||||
SS441A | 5+135 | Униполярн. | 3.8 - 30 | Рис. 2 | 40+ 125 | ||||
SS443A | 5+215 | Униполярн. | 3.8 - 30 | Рис. 2 | 40+ 125 | ||||
SS449A | 30+435 | Униполярн. | 3.8 - 30 | Рис. 2 | 40+ 125 | ||||
SS461A | -110+110 | Пороговый | 3.8 - 30 | Рис. 2 | 40+ 125 | ||||
SS466A | -200+200 | Пороговый | 3.8 - 30 | Рис. 2 | 40+ 125 | ||||
SS111A | -65+70 | Биполярный | 3.8 - 30 | Рис. 3 | 40+ 125 | ||||
SS113A | -140+140 | Биполярный | 3.8 - 30 | Рис. 3 | 40+ 125 | ||||
SS141A | 8+135 | Униполярн. | 3.8 - 30 | Рис. 3 | 40+ 125 | ||||
SS143A | -10+215 | Униполярн. | 3.8 - 30 | Рис. 3 | 40+ 125 | ||||
SS149A | 30+440 | Униполярн. | 3.8 - 30 | Рис. 3 | 40+ 125 | ||||
SS161A | -110+50 | Пороговый | 3.8 - 30 | Рис. 3 | 40+ 125 | ||||
SS166A | -180+200 | Пороговый | 3.8 - 30 | Рис. 3 | 40+ 125 | ||||
SS41 | -200+250 | Биполярный | 4.5 - 24 | Рис. 4 | 55+ 150 | ||||
SS11 | -200+200 | Биполярный | 4.5 - 24 | Рис. 5 | 40+ 125 | ||||
SS526DT | -130+130 | Биполярный | -0.5 - 30 | 7.5 | 1 min | Рис. 12 SOT89 | 40+ 125 | ||
Датчики с аналоговым выходом | |||||||||
SS49 | -/+ 1000 | Биполярный | 4 10 | 0.65*Usp | 0.6 1.25 | Рис. 6 | 0+ 50 | ||
SS94B1 | -/+ 670 | Биполярный | 4.5 12 | Usp 0.4 | 3.125 | Рис. 7 | 50+ 150 | ||
SS94A1 | -/+ 500 | Биполярный | 6.6 12 | Usp 0.4 | 5.0 | Рис. 8 | 40+ 125 | ||
SS94A1B | -/+ 500 | Биполярный | 4.5 8 | Usp 0.4 | 1.875 | 17.5 | Рис. 8 | 40+ 125 | |
SS94A1F | -/+ 100 | Биполярный | 6.6 12 | Usp 0.4 | 25.0 | Рис. 8 | 40+ 125 | ||
SS94A2 | -/+ 500 | Биполярный | 6.6 12 | Usp 0.4 | 25.0 | Рис. 8 | 40+ 125 | ||
SS495A | -/+ 600 | Биполярный | 4.5 10 | Usp 0.4 | 3.125 | Рис. 9 | 40+ 150 | ||
SS495A1 | -/+ 600 | Биполярный | 4.5 10 | Usp 0.4 | 3.125 | Рис. 9 | 40+ 150 | ||
SS496A | -/+ 840 | Биполярный | 4.5 10 | Usp 0.4 | 2.5 | Рис. 9 | 40+ 125 | ||
SS51T | -/+ 250 | Биполярный | 4.5 24 | Usp 0.4 | SOT89 | 40+ 150 | |||
SS511AT | -/+ 70 | Биполярный | 3.8 30 | Usp 0.4 | SOT89 | 40+ 150 | |||
SS513AT | -/+ 140 | Биполярный | 3.8 30 | Usp 0.4 | SOT89 | 40+ 150 | |||
SS541AT | 5+135 | Униполярн. | 3.8 30 | Usp 0.4 | SOT89 | 40+ 150 | |||
SS543AT | 5+215 | Униполярн. | 3.8 30 | Usp 0.4 | SOT89 | 40+ 150 | |||
SS549AT | 30+440 | Униполярн. | 3.8 30 | Usp 0.4 | SOT89 | 40+ 150 | |||
SS561AT | -/+ 110 | Пороговый | 3.8 30 | Usp 0.4 | SOT89 | 40+ 150 | |||
SS566AT | -/+ 200 | Пороговый | 3.8 30 | Usp 0.4 | SOT89 | 40+ 150 | |||
SS49E | 650/1000 | Биполярный | 3.0 6.5 | 0.95 | Рис. 13 вывод. | 40+ 100 | |||
SS59ET | 650/1000 | Биполярный | 3.0 6.5 | 0.95 | SOT89 | 40+ 10 |
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Министерство образования и науки Российской Федерации... Государственное учреждение высшего профессионального образования... Белорусско Российский университет...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Датчик Холла
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов