非接触位置测量线性霍尔元件-粤科源兴科技

传统的基于光学原理的位置检测在冶金炼焦工业场合 ,难免有焦状物质附着在测量元件表面 , 影响正常使用 ,无法解决这些场合的位置检测问 题。基于磁场检测的方法对此不敏感 ,可以用 于这些场合的位置检测。霍尔元件是基于霍尔效应原理将被测量的信号（如电流、磁场、位移等） 转换成电动势输出的一种传感器 ,由于具有结构简单、无接触寿命长等特点 ,霍尔元件被广泛用于测量技术领域。一种利用线性霍尔元 件进行基于磁场的位置检测方法。由于霍尔元件 对环境温度、周围杂散磁场变化敏感 ,只有有效地 解决霍尔元件的这些问题 ,才能将霍尔元件应用于这些场合实现稳定可靠的位置测量。

非接触位置测量测量方法

位置测量可以认为是移动物体相对于静止参考点的直线位置的测量。本文采用的测量方法如 图 1 所示,将一个由永久磁铁构成的磁头放置在静止参考点上,在静止参考点附近形成一个由永久磁铁产生的磁场。装有线性霍尔元件的霍尔装 置沿直线轨道运行,直线轨道与过静止参考点的直线平行,平行距离恒定在 90 mm。当霍尔装置在轨道上从图1中的位置1向位置 3 移动时 ,靠 近磁头磁场加强 ,远离磁头磁场减弱。安装在霍尔装置上的线性霍尔元件 ,根据所处磁场的强弱 输出不同大小的霍尔电势 ,由此确定运动物体与 参考点之间的位置。如图 2 位置测量示意图所示 ,霍尔测量装置内部设有对称的霍尔元件 ,左右各一个 ,磁头在测 量装置运行轨道的水平下方。

图 2 中 （a） 、（ b） 、 （c） 对应于位置测量时霍尔装置靠近磁头从左向 右移动的 3 个位置。 处在不同位置 ,受到磁场影响不同 ,输出的霍 尔电势不同。利用这一特性 ,设计霍尔元件电压 输出信号检测电路 ,通过对输出信号的分析 ,确定 霍尔测量装置的位置。

图 3 所示为霍尔装置的整 机电路框图 ,将霍尔元件 1、2 输出的电压信号进 行放大比较处理 ,通过差动输入来平衡补偿环境 因素等造成的误差 , 再经过放大器转换为较大的 电压信号。通过 V/ I 转换电路 ,使得霍尔测量装 置输出 4～20 mA 标准电流信号 ,不同的电流输 出值对应着霍尔装置所处的不同位置。将电流信 号送入后级设备 ,通过后级设备对电流信号的处 理来达到所要求的控制目的。利用霍尔元件进行位置测量 ,已经在某炼焦企业的车辆对位控制中得到实际应用。