无刷直流电机控制系统设计

介绍了一种无刷直流电机的控制系统,由无刷直流电机、dsPIC30F4011单片机、IM14400驱动电路等组成,实现电机转速的闭环控制.系统经过霍尔传感器位置信号采集、电机换相信号输出、转速测量等过程后,采用适当的PI算法,调节PWM信号实现电机转速闭环控制.     

新型霍尔式智能阀门定位器原理与设计

目前,智能阀门定位器的位置反馈机构,多采用机械结构,存在磨损大、精度低、寿命短等缺点。基于霍尔传感器技术和新型压电阀控制技术,研制了一款国产新型霍尔式智能阀门定位器,实现了无接触精确测量。同时,该产品具有无机械磨损、滞后小、结构简单可靠、运行寿命长、精度高等诸多优点。设计中,研制了线性位移霍尔传感器,硬件电路中应用了超低功耗技术,控制算法中应用了模糊控制等智能控制技术。产品定位精度等性能得到了显著提升,其中,线性霍尔传感器设计及其低功耗应用技术,属于国内首创,产品整体水平具有行业领先优势。     

基于自跟随的霍尔位移测量范围扩展的研究

用霍尔元件测量位移具有无接触，高精度等特点，但其缺点是测量范围小，限制了在实际环境中的运用，介绍了一种运用于霍尔元件的自跟随测量系统的工作原理，使霍尔传感器跟随着测对象进行测量，从而使得传感器范围大大增加，该自跟随测量系统的核心是一个音圈电机，传感器与音圈机电的可动分连成一体，检测到的位移信号经处理转化为电信号驱动音圈电机，使传感器得到相应的位移，达到跟随机测量的目的。     

基于双霍尔传感器的磁性小球悬浮控制系统研究

本文设计并实现了一种基于双线性霍尔传感器结构的磁性小球悬浮控制系统,在电磁驱动器底端及顶端中心位置各同向布置一个线性霍尔传感器,通过传感器信号调理电路,将两路传感器的输出信号作减法处理,消除了电磁驱动器磁场对传感器输出信号的影响。试验表明,磁性小球到电磁驱动器底端距离为16.46~42.46 mm时,调理电路输出电压值与磁性小球到电磁驱动器底端距离的负三次方成正比。基于PID控制策略,设计了一个磁性小球悬浮控制系统,选取合适的PID控制器参数,试验表明,系统的超调量和响应速度能够符合设计要求,磁性小球实现了在25 mm位置处的稳定磁悬浮,系统的位置控制精度达到±0.125 mm。     

无人机用磁感应式位移传感器设计

位移传感器作为无人机上直线舵机中的关键部件,主要实现舵机丝杆的位置反馈功能。为满足该部件的通用质量特性要求、提升其使用寿命、简化安装方式、减少故障发生概率与生产成本,提出了一种采用多个非接触的磁感应元件的有效线性工作区域叠加来实现长距离的位移测量功能,从而代替常规的直线位移传感器的设计方法。详细描述了磁感应元件的基本工作原理分析,磁位移传感器的系统组成与功能原理设计,位置采集信号和调理电路,以及对两种软件实现方式的对比分析。着重介绍了利用软件算法实时得到当前磁钢的位置与准确的位置信息的实现过程。大量试验测试结果表明:线性位移传感器的数据输出精度可以达到0.02 mm,最大绝对误差值小于0.1 mm,线性度达到±1‰,满足实际使用要求,为后续无人机的飞行安全打下了坚实的基础。     

一种新颖实用的非接触式微位移传感器

这里介绍的微位移传感器,采用目前国际上新颖的高灵敏度线性砷化镓霍尔元件,将微位移信号非接触地转换为该霍尔元件在相应磁场中的霍尔电势的电信号,从而克服了一般微位移传感器的缺点,同时通过单片微机技术的应用,使其尺寸更小、精度高,便于现场应用,既可测静态,又可测动态,而且也很容易的实现数     

无源多动子永磁同步直线电机定位方法研究

为实现永磁同步直线电机系统中对多个无源动子的绝对定位,设计了基于双磁道的短磁栅、长传感器定位方案。双磁道包括增量式磁道和绝对式磁道,每个磁道中的短磁栅为永磁体阵列,长传感器内霍尔阵列由线性霍尔芯片组成,且长传感器包含多个线性霍尔阵列。其中,增量式磁道采用区间查表方式计算位移增量,绝对式磁道采用连续位移编码方式识别绝对偏移量。定子传感器数字信号输出的霍尔芯片阵列与主控MCU之间通过总线方式连接,且信号处理和传输均在MCU中进行,简化了硬件电路。结果表明,无源多动子绝对位置传感器具有不同应用场景便于移植的特点,使无源动子的定位更灵活。     

无位置传感器BLDCM换相逻辑与转向关系研究

针对无位置传感器的无刷直流电动机(BLDCM),介绍了一种线电压过零比较法,与有霍尔位置传感器的BLDCM控制相比较,深入研究了换相信号、换相逻辑及电机转向之间的关系.给出了两种控制方法换相信号之间的逻辑关系表达式,推导出了用线电压过零比较法实现BLDCM无位置传感器运行的唯一换相逻辑,研究了逆变桥与三相绕组之间的连接...     

基于STC微控制器的DC电机系统设计

本文详细介绍了一种基于单片机的直流电机PWM调速和实时显示功能的设计。本文以STC89C52单片机为核心，通过霍尔传感器实现对直流电机转速的测量，并通过LCD1602进行实时显示。本文分别从硬件部分和软件实现等方面对设计做了详细的阐述。硬件部分通过键盘控制使单片机产生不同占空比的脉冲对电机转速进行控制，将霍尔传感器产生的脉冲信号传入单片机系统，然后单片机系统将信号经过处理送LCD显示。软件部分用C语言进行程序设计，实现对硬件的控制。本文采用模块化设计思想，介绍了PWM调速模块、霍尔传感器模块、LCD显示模块等功能模块。本文设计的直流电机调速系统可以使用按键对直流电机进行智能调速，准确而灵敏，这对生产生活具有重大意义。     

基于AD7745的无接触电容式角度传感器的设计

设计了一种完全无接触的电容式角度传感器,结构简单,电极引出线连接可靠,输出线性度高;采用AD7745结合单片机采集处理电容信号,外围电路简洁,应用方便.软件设计通过对AD7745的实时调节,在0°～90°转动时,线性输出为5mV～4.95V,角度可准确测量到5'.     

新型拐档差传感器的设计与应用

设计了一种利用霍尔效应实现拐档差测量的新型传感器,通过有限元分析方法计算了圆柱永磁体周围磁场的空间分布,研究了两永磁体同极对称布置的位置和霍尔元件与永磁体的相对安装位置对传感器微位移测量精度的影响,得到了合理的选型方案.实验研究表明：在0～2mm测量范围内检测系统的输出与位移呈线性关系,测量精度达到0.001 mm,适于拐档差微位移的测量.     

Linear displacement sensor based on the magneto-optical Faraday effect

We report in this work the theoretical analysis of a linear displacement sensor based on the magneto-optical Faraday effect. The sensor consists of a rod of a magneto-optically active material that can be dislocated along the axis of a magnetic configuration formed by two equal hollow cylindrical permanent magnets, uniformly magnetized, arranged with opposite polarities. The performance of the sensor is discussed in terms of the inner and outer diameters of the two magnets, the sample and magnet lengths, the residual magnetic-field strength of the permanent magnets, the Verdet constant of the magneto-optically active material and the wavelength of the light source employed. We show that it is possible to have a practical sensor system that is almost linear over a distance equivalent to 90% of the total sample length, with a departure from linearity smaller than 1% and capable of detecting displacements as small as 1 μm when a rod of HOYA FR-5 paramagnetic glass is used as the magneto-optically active medium and a He-Ne laser at 543 nm as light source.     

一种新型汽车节气门角度传感器设计

节气门用角度传感器研究逐渐趋于小型化、智能化以及非接触测量。用一种线性霍尔元件MLX90316设计制作了节气门传感器,论述了该传感器的原理与组成结构,研究了它的独立线性度、重复性和一致性。实验结果表明:本传感器使用水平磁通量为50 mT的圆盘形磁铁,磁铁与芯片的距离为5 mm,在磁铁转速为150 r/s时,传感器的独立线性度小于1.1%,同一传感器的重复性为2%,同批次传感器的一致性约为2%。     

基于线性型霍尔元件的伺服定位控制与仿真

永磁同步电机广泛应用在中小容量,高精度传动领域。由于永磁电机的转子为永久磁铁,为了获得较好的同步运转,需要得到转子位置信号。为了解决永磁同步电机转子的初始定位,在分析永磁同步电机工作原理,推导出永磁同步电机数学模型的基础上,提出了一种新的基于线性型霍尔元件的位置及速度检测技术,并以永磁同步电机为被控对象构成伺服控制回路,进行MATLAB平台仿真实验。仿真实验表明,该方法具有较好的稳定性和精确度。     

一种新型磁敏集成角度传感器及其测量系统

研制了一种无触点的十字形两维集成垂直霍尔器件 ,它对平行于芯片表面的磁场敏感。当与被测转角θ的物件轴向相连的径向永久磁铁转动时 ,传感器给出了相对于被测角度的两种信号电压 ,通过接口电路和PC机组成的非接触式测量系统把信号转换为转角θ。测试结果表明该角度传感器及其测量系统的测量精度在 0°～ 36 0°范围内可达± 1°     

传感器非线性的一种拟合方法

介绍了非线性传感器的一种曲线拟合方法。通过对某霍尔位移传感器位移、电压值的多项式拟合曲线的特点进行分析,发现该传感器曲线具有抛物线的特点,所以采用含开方项的多项式拟合。最后对所得曲线的各参数用逼近法进一步优化,得到比普通多项式拟合更实用的、偏差更小的拟合曲线。这种处理数据的方法对于求具备开方特性的传感器拟合曲线有一定的借鉴意义。     

基于线性规划的传感器节点布局模型

针对用最少的传感器节点覆盖感兴趣区域并确保传感器节点之间连通的最优化问题,提出了基于线性规划的传感器节点布局模型。该模型通过传递闭包计算连通性,将命题逻辑式转化为线性方程组,从而求得该模型的精确解。同时,设计了在不同网格规模下的全覆盖实验验证了该模型的正确性。该模型可以自行设定最大跳数、感兴趣区域和汇聚节点的位置,求得的精确解可作为传感器节点布局模型近似解的比较基准。     

Chopping of a weak magnetic field by a saturable magnetic shield

A method for measuring a weak magnetic field with a Hall sensor is described. This method consists of chopping the magnetic field to be measured with a magnetic shield surrounding the Hall sensor. The magnetic shield is periodically driven into saturation by means of an excitation coil. Thus, the Hall device is alternately exposed to/shielded from the d.c. or slowly varying external field to be measured. During the time intervals when the magnetic shield is saturated, the external field passes and is detected by the Hall sensor. When it is not saturated the Hall sensor is shielded from the external field. This chopping method yields a magnetic measurement unaffected by 1/ƒ noise and offset errors of the Hall sensor, therefore improving its detectivity.     

一种可扩展式磁传感器阵列及应用

介绍了一种基于UGN3503U线性霍尔传感器的磁传感器阵列,其测量区域可根据具体需要进行扩展,测量灵敏度及其外特性与UGN3503U基本一致。在将其制成传感模块的情况下,可以广泛用于在役长输管道、油罐等大型设备的漏磁探伤,由于测量面积和分辨力的提高,可以极大地减少信号处理通道数目,降低测量装置的复杂性,并提高测量系统的可靠性。     

基于霍尔开关的磁性浮子式液位传感器设计

针对传统的干簧管式液位计接触点易产生抖动、长期稳定性差等缺点,设计了一种利用开关式霍尔元件作为敏感元件的液位传感器,详细介绍了其工作原理和设计方案,并利用ANSYS软件对磁性浮子进行了磁场仿真计算,通过分析可根据测量精度确定所需永磁体大小,简化工艺流程,缩减了工作量.该传感器可根据需要输出标准电流信号4～20 mA或数字通信RS-485,并可配备LED现场指示器,实验表明:该传感器具有有效距离大、不易受干扰、响应速度快、可靠性高等特点.