Датчик Холла

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

 

 








Дата добавления: 2015-08-11; просмотров: 2204;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.008 сек.