霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器在工業(yè)和交通中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2019-08-13 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器使用磁場(chǎng)代替機(jī)械電刷或表盤,專用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)部件的角位置。這種產(chǎn)品采用具有磁性偏置的霍爾效應(yīng)集成電路 (IC) 來檢測(cè)工作范圍內(nèi)的執(zhí)行器轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。原理是執(zhí)行器轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)使得磁鐵相對(duì)IC的位置發(fā)生改變,并導(dǎo)致磁通密度改變,這種改變最終被轉(zhuǎn)換為線性輸出。
霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器使用磁場(chǎng)代替機(jī)械電刷或表盤,專用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)部件的角位置。這種產(chǎn)品采用具有磁性偏置的霍爾效應(yīng)集成電路 (IC) 來檢測(cè)工作范圍內(nèi)的執(zhí)行器轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。原理是執(zhí)行器轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)使得磁鐵相對(duì)IC的位置發(fā)生改變,并導(dǎo)致磁通密度改變,這種改變最終被轉(zhuǎn)換為線性輸出。
本系列傳感器采用了固態(tài)霍爾效應(yīng)技術(shù),可進(jìn)行非接觸式運(yùn)轉(zhuǎn)。傳感器的內(nèi)部應(yīng)用磁場(chǎng)代替了電位器中的機(jī)械電刷或接觸刷,而后者在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的摩擦往往會(huì)降低設(shè)備使用壽命。因此,本產(chǎn)品系列采用的非接觸式磁性霍爾效應(yīng)技術(shù)大幅降低了機(jī)械磨損和執(zhí)行器扭矩,從而延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。
霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器適用于多種交通運(yùn)輸業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域的嚴(yán)苛應(yīng)用,并極具成本效益。
交通運(yùn)輸業(yè)應(yīng)用
踏板位置傳檢測(cè)
在一些重型或其他種類的車輛中,霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器可用來代替油門拉索。比如,霍尼韋爾RTY系列霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器可安裝在踏板一側(cè),用來測(cè)量踏板被下壓的幅度。隨著駕駛者踩踏板的力增大,踏板下壓的幅度也相應(yīng)增大,向發(fā)動(dòng)機(jī)輸送的空氣和燃料也就更多,車輛就會(huì)提速。當(dāng)駕駛者松開踏板時(shí),霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器會(huì)感應(yīng)到踏板位置的變化,并向發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)送信號(hào)來減少流過節(jié)流板的空氣和汽油,車輛就會(huì)減速。
拉索會(huì)產(chǎn)生過度拉伸或銹蝕等問題,潛在地增加了維護(hù)和再校準(zhǔn)負(fù)擔(dān)。使用傳感器代替拉索將優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng),從而減少了車輛排放、提高了可靠性、并防止車輛過重??偟膩碚f,電子線控系統(tǒng)相比舊式的線纜連接系統(tǒng)更加安全也更加經(jīng)濟(jì)。
見圖1
客車和卡車的懸架位移/跪傾位置檢測(cè)
霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器可用于客車或重型車輛的高度系統(tǒng)來感應(yīng)懸架系統(tǒng)的位置變化??蛙嚨墓騼A系統(tǒng)可使其上部結(jié)構(gòu)位置降低,方便乘客上車?;魻栃?yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器可同時(shí)用在系統(tǒng)的操作端和執(zhí)行端上:一個(gè)位置傳感器用來檢測(cè)操縱桿的位置,第二個(gè)傳感器部署在懸吊臂或懸吊臂連接裝置上來檢測(cè)車輛高度。
精確的位置傳感能保證車輛處于符合應(yīng)用系統(tǒng)所要求的高度上,從而方便了上下車輛。大型載重拖車也同樣可以使用霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器來檢測(cè)拖車車廂的高度,以優(yōu)化入庫(kù)流程。
見圖2
快艇傾斜/吃水差位置檢測(cè)
霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器可用于檢測(cè)快艇的傾斜/吃水差狀況。本系列傳感器能精確地報(bào)告推進(jìn)器的角位置,幫助駕駛者避開危險(xiǎn)并提升船體性能。
見圖3
工業(yè)應(yīng)用
灌溉中樞控制
規(guī)模農(nóng)業(yè)使用的灌溉噴灑系統(tǒng)是霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器另一項(xiàng)新奇的應(yīng)用。本系列傳感器能檢測(cè)灑水裝置在進(jìn)行灌溉作業(yè)時(shí)的角度范圍,從而確認(rèn)裝置正在定向噴灑還是360度噴灑。這能幫助農(nóng)場(chǎng)主們減少水量消耗,提高作物產(chǎn)量。
見圖4
閥門位置檢測(cè)
本系列傳感器可廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)加工過程中的閥門控制。油田、核電站、食品加工廠和飲料生產(chǎn)廠家都需要對(duì)閥門位置進(jìn)行檢測(cè),霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器可用在各種大型和小型閥門上進(jìn)行位置檢測(cè),幫助工作人員確認(rèn)閥門開關(guān)狀態(tài)以及打開幅度的大小。
見圖5
暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC) 擋板控制
供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)可使用旋轉(zhuǎn)位置傳感器來幫助控制擋板。處于打開狀態(tài)的擋板既有可能把室外的冷空氣送入室內(nèi),也有可能在室內(nèi)開窗的情況下向室內(nèi)輸送暖氣/冷氣,這兩種情況都會(huì)降低系統(tǒng)效能,并增加取暖/制冷的成本。旋轉(zhuǎn)位置傳感器和溫度傳感器搭配使用,能幫助樓宇管理者更好地控制HVAC系統(tǒng),有效減少運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。
見圖6
設(shè)計(jì)工程師在選擇霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器時(shí)應(yīng)考慮那些優(yōu)勢(shì)?
可靠性和長(zhǎng)使用壽命:傳感器集成電路包括調(diào)節(jié)電路、保護(hù)電路和永磁體,須采用符合防護(hù)等級(jí)IP67的堅(jiān)固封裝。這對(duì)在嚴(yán)苛環(huán)境中使用的設(shè)備來說是不可或缺的。
經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)的長(zhǎng)使用壽命:霍尼韋爾的RTY系列霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的設(shè)計(jì)壽命是一千五百萬(wàn)次循環(huán),這得益于它良好的軸承設(shè)計(jì)和相關(guān)的IC組件?;裟犴f爾已經(jīng)通過測(cè)試證明了該產(chǎn)品一千五百萬(wàn)次的使用壽命,免去了客戶自己進(jìn)行測(cè)試的麻煩。
集成連接器:集成連接器的重要性體現(xiàn)在兩個(gè)方面:1)更小的尺寸:集成連接傳感器比依賴引線連接的傳感器的整體封裝尺寸要小,因此開發(fā)人員可設(shè)計(jì)出尺寸更小的整體系統(tǒng)封裝樣式;2)更長(zhǎng)的壽命:引線會(huì)出現(xiàn)過度拉伸、磨損、被咬壞或卷曲等狀況。而集成連接器傳感器無需使用引線,因此更耐用。
抗電磁干擾/電磁兼容:不同頻率的無線電波可能干擾電子器件。霍尼韋爾產(chǎn)品采用汽車級(jí)EMI/EMC防護(hù),可以有效避免傳感器在使用過程中受到電磁干擾。
集成反極性保護(hù):霍尼韋爾的RTY系列集成反極性保護(hù),防止安裝錯(cuò)誤(例如可能引起短路的正負(fù)極反接)造成損壞。
標(biāo)準(zhǔn)化的輸入輸出 (IO):工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)AMP連接器、32毫米安裝間距、通用引腳樣式、緊湊封裝簡(jiǎn)化了插入替換過程,因?yàn)榘惭b間距、輪廓和引腳樣式都與現(xiàn)有設(shè)備兼容。
多種工作范圍:多種測(cè)量工作范圍為設(shè)計(jì)工程師提供了通常應(yīng)用中所需的量程分辨率,并可承受一定的超量程測(cè)量作業(yè)。
靈活性:具有低電壓和高電壓型號(hào),涵蓋了4.5 Vdc到30 Vdc的輸入電壓范圍,實(shí)際應(yīng)用較為靈活。
特別推薦
- 協(xié)同創(chuàng)新,助汽車行業(yè)邁向電氣化、自動(dòng)化和互聯(lián)化的未來
- 功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(八)——利用瞬態(tài)熱阻計(jì)算二極管浪涌電流
- 用于模擬傳感器的回路供電(兩線)發(fā)射器
- 應(yīng)用于體外除顫器中的電容器
- 將“微型FPGA”集成到8位MCU,是種什么樣的體驗(yàn)?
- 能源、清潔科技和可持續(xù)發(fā)展的未來
- 博瑞集信推出高增益、內(nèi)匹配、單電源供電 | S、C波段驅(qū)動(dòng)放大器系列
技術(shù)文章更多>>
- 使用手持頻譜儀搭配高級(jí)軟件:精準(zhǔn)捕獲隱匿射頻信號(hào)
- 為什么超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心要選用SiC MOSFET?
- 機(jī)電繼電器的特性及其在信號(hào)切換中的選型和應(yīng)用
- 雙向電源設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)
- 利用兩個(gè)元件實(shí)現(xiàn) L 型網(wǎng)絡(luò)阻抗匹配
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
分頻器
風(fēng)力渦輪機(jī)
風(fēng)能
風(fēng)扇
風(fēng)速風(fēng)向儀
風(fēng)揚(yáng)高科
輔助駕駛系統(tǒng)
輔助設(shè)備
負(fù)荷開關(guān)
復(fù)用器
伽利略定位
干電池
干簧繼電器
感應(yīng)開關(guān)
高頻電感
高通
高通濾波器
隔離變壓器
隔離開關(guān)
個(gè)人保健
工業(yè)電子
工業(yè)控制
工業(yè)連接器
工字型電感
功率表
功率電感
功率電阻
功率放大器
功率管
功率繼電器