传感器课程设计--论霍尔传感器的应用

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1、 I 传感器原理与传感器技术传感器原理与传感器技术 期中考核期中考核 课题名称课题名称：论霍尔传感器的应用 姓姓 名：名： * 学学 号：号： 学学 院：院： 班班 级：级： 自评等级：自评等级： II 目 录 1 概述 1 1.1 引言 错误错误!未定义书签。未定义书签。 1.2 传感器未来的发展趋势.1 1.3 传感器在汽车电子中的应用.1 2 霍尔传感器的基本原理2 2.1 关于霍尔原理的解释2 2.1.2 霍尔效应的定义2 2.1.3 霍尔效应的解释3 2.2 霍尔传感器的构成及分类3 2.3 霍尔传感器的应用3 3 霍尔传感器在汽车电子系统中的应用.4 3.1 霍尔传感器在汽车测速中

2、的应用4 3.1.1 工作磁体的设置4 3.1.2 工作原理4 3.2 霍尔传感器在防抱死制动系统(ABS)中的应用4 3.2.1 ABS的工作模式及结构形式.5 3.2.2 ABS的工作原理.5 3.3 霍尔传感器在点火系统中的应用6 4 霍尔传感器测速设计7 4.1 系统总设计要求7 4.2 总体硬件设计7 4.2.1 硬件流程图7 4.2.2 硬件电路设计8 4.3 软件设计9 4.4 系统的仿真10 5 总 结12 参考文献12 第 1 页 论霍尔传感器的应用论霍尔传感器的应用 姓名：边俊姓名：边俊 班级：自动化班级：自动化 3 3 班班 学号：学号：P111813891 P11181

3、3891 1 1 概述概述 1.1 1.1 引言引言 霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的一种传感器，它具有灵敏度高、线性度 好、稳定性高、体积小和耐高温等特点，在机车控制系统中占有非常重要的地位。 1.2 1.2 传感器未来的发展趋势传感器未来的发展趋势 由于传感器在市场需求很大和它在控制系统中起到的重要作用， 世界各国对其理论 研究非常重视， 也不断的出现新的产品。 未来传感器技术发展的新途径将会是： 功能化、 模块化、智能化、微型化。 传感器的具体发展方向可以主要概括为以下几个方面： （1）在传感器的原理上，利用新材料生产新型传感器。 （2）开发多功能化的传感器，主要是可将放大、整形、

4、补偿等外围电路一体化的 集成化传感器和智能小型传感器。 （3）开发数字输出型传感器，随时能与微机相连。 （4）实现传感器控制信号直接显示，这种新型传感器主要有以下几种：用于舒适 性和安全性的环境传感器、用于实现夜视功能的传感器、用于实现汽车主动安全的传感 器、用于实现线控转向与制动的传感器、用于驾驶员身份识别的生物统计传感器以及遥 感勘测传感器等。 1.3 1.3 传感器在汽车电子中的应用传感器在汽车电子中的应用 汽车传感器是汽车部件中一种重要的传感电子设备，随着汽车配置的越来越高，汽 车传感器也越来越先进。汽车霍尔电子控制装置的应用也越来越广泛，每个电子控制装 置都包括传感器、电控单元、执行

5、机构三部分。它利用传感器监测汽车有关工作状况， 并将相关信息传给电控单元，电控单元经过分析、运算、判断后，发送指令给执行机构， 从而使汽车的工作状况达到最佳。 车用传感器主要用于发动机控制系统、 底盘控制系统、 汽车测速系统、车身控制系统和防抱死装置。它的应用大大提高了汽车电子化程度，增 加了汽车驾驶的安全系数。 第 2 页 2 2 霍尔传感器的基本原理霍尔传感器的基本原理 2.1 2.1 关于霍尔原理的解释关于霍尔原理的解释 2.1.1 霍尔效应的定义 通电导体在垂直电流方向的磁场作用下， 在与电流和磁场垂直的方向上形成电荷积 累和出现电势差的现象，称为霍尔效应。 2.1.2 霍尔效应的解释

6、 如图 2-1 所示，置于磁场中的静止载流导体，当它电流方向和磁场方向不一致时， 载流导体上垂直于电流和磁场上产生电动势， 该电动势称为霍尔电动势， 如图 2-1 所示。 在垂直于外磁场 B 方向上放置一导电板，给导体通以电流 I，导电板中的中自由电子在 电场做作用下做定向运动。此时，电子受到洛伦兹力的作用。 图 2-1 霍尔效应原理图 洛伦兹力大小为 e B vf L （2-1） 式中：e 代表电子电荷，B 代表磁场的强度，v表示电子运动的平均速度。 此时电子除了沿电流方向做定向运动外，还在Lf的作用下漂移，结果使金属导电 板内侧面积积累电子。而外侧面积累正电荷从而形成附加内电场，称霍尔电场，该电场 强度为 H H U E b （2-2） 式中：HU表示电势差。 霍尔电场的出现，使自由电子除了受到洛伦兹力的作用外还受到电场力的作用，此 力阻止电荷继续积累，随着内外侧积累电荷的增加，电场