通过反馈随动机构改善霍尔传感器位移测量范围

霍尔器件可用于微位移测量,但实用时要设计复杂的磁路以保证在测量范围内为均匀梯度磁场.通常只能测1 mm左右的位移,这限制了其应用范围.采用反馈随动机构带动霍尔传感器跟踪被测体的位移,从而大大扩大了位移的测量范围,且不需要在测量中保持均匀梯度磁场.     

基于霍尔元件的液压阀阀芯位移传感器

针对液压阀阀芯位移检测问题,提出了一种基于线性霍尔元件的液压阀阀芯位移传感器结构.介绍了新型耐高压霍尔传感器的结构组成和工作原理;建立了传感器磁场有限元仿真模型,仿真分析了磁感应强度与阀芯位置之间的关系;最后研制了新型耐高压位移传感器,并进行了实验研究,结果表明:在2mm范围内传感器的线性度为1％,可用于比例阀芯位移检...     

土体微位移精准监测研究

基于光纤光栅传感器制备了一种测量土体内部微变形的位移传感器,该传感器主要包括光纤光栅、PVC(Polyvinyl chloride)管和光纤锚固板.标定试验发现,微位移传感器的最小分辨率为0.0083 mm,灵敏度为0.12 nm/mm,可测量的最大位移为7.58 mm.通过边坡模型试验与有限元模拟计算对比研究发现,有限元计算与光纤光栅传感器的结果吻合较好,3个微位移传感器与有限元计算结果分析所得平均误差仅为0.033 mm,平均误差约为6.7％.本研究制备的微位移传感器具有灵敏度高、制备工艺方便、制备流程快捷、使用方法简单的特点,为土体内部微位移的监测提供了一种新型的测量方式.     

机车热抱弛缓在线监测系统的设计

利用霍尔传感器技术和红外测温技术,设计了机车轮箍弛缓在线监测系统。介绍了系统的构成方案、霍尔传感器和温度测弛缓的原理。利用单片机技术设计了电路系统,利用汇编语言进行了软件设计。在实验室进行了霍尔传感器测弛缓位移的模拟实验,并对实验情况进行了分析,实验结果表明:测量精度可以达到0.5mm,能满足系统对精度提出的要求。     

基于PSD的微位移传感器

微弱电流的放大与处理是基于位置敏感探测器(PSD)的微位移传感器的关键技术。分析了电流—电压转换原理,指出转换误差主要来源于偏置电流及失调电压。应用屏蔽、Guard、避免自激等技术设计了前放电路,实现了微弱电流信号的提取。传感器工作距离为10 mm,测量范围为±0.5 mm,采用精度为±0.5μm的装置驱动钢板进行微位移测量,实验数据表明:传感器分辨力为±0.5μm,检测精度为±2%。     

微张力测量模型设计与实验研究

对差分结构的霍尔式张力测量模型进行了研究,基于线性霍尔元件和悬臂梁设计了挠度参变量和转角参变量两种微张力测量模型.应用悬臂梁系统将待测张力转换为位移和转角的变化,并以它们为中间参变量,建立了张力与霍尔电压的线性关系,实现了用线性霍尔元件以磁敏的方式测量张力.模型的对称互补式设计,不仅抵消了非线性变量对测量的影响,还能提高信号输出幅度.模型的差分式电压输出,能够抑制共模干扰和零点漂移.两种模型均能实现单一线性变量测量,实验结果符合理论结论.对比实验研究表明,挠度参变量微张力测量模型的灵敏度和线性度均优于转角参变量微张力测量模型,论述了设计原理并给出了理论计算.     

新型提离自校正位移传感器的建模及特性分析

提出一种新型提离自校正非接触位移传感器,该传感器采用一对正交的霍尔元件来检测移动永磁体激励磁场的X和Y向分量,其中BX反映永磁体提离信息,BY反映永磁体位移信息。然后基于等效面电流方法,建立起位移传感器的数学模型。最后运用有限元方法对位移传感器的特性进行了分析,得到传感器提离时BX和BY的变化规律,为自校正位移传感器的实现提供依据。研究结果表明:BY正负峰值间曲线近似为线性,与永磁体位移存在对应关系;随着永磁体提离高度的增加,BX谷值大小和BY正负峰值间曲线斜率均相应改变;通过检测BX谷值的大小辨识出传感器提离高度,然后对BY曲线进行相应的修正,可抑制提离对传感器精准度的影响。     

用霍尔传感器实现微小位移的自动化测量

将霍尔传感器替代光杠杆,通过测量霍尔电势差进而计算微小位移。实践证明,该方法测量精度高、稳定性好,克服了以往测量方法的缺点,极大地提高了实验精度和实验效率。     

一种基于霍尔效应的扭矩传感器

扭矩的测量对旋转机械在各种载荷下的动态特性研究起着关键的作用,为此,设计了一种基于霍尔效应的扭矩传感器。传感器主要包括传感器轴、内铁心和外铁心,其中内、外铁心分别置于传感器轴的两端,且分别装配永磁磁钢和霍尔传感器。传感器工作时,霍尔传感器通入直流控制电压,永磁体建立恒定磁场,当负载扭矩加载后,传感器轴产生形变,内、外铁心中的霍尔传感器和恒定磁场的相对位置发生变化,霍尔传感器输出与负载扭矩相对应的电信号。最后对传感器进行了标定,结果表明传感器的灵敏度约为31.5 mV/（N·m）,非线性误差约为2.49%,迟滞误差约为0.47%,重复性误差约为0.8%。     

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。     

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.     

线性霍尔传感器在直线位移中的应用

为了实现实时的无接触直线位移测量,通过线性霍尔传感器获取磁场强度信号,采用定时中断方式完成数据采集,并以MSP430F169单片机作为运算及控制单元。考虑到普通的永磁无法形成梯度、线性的磁场分布,因此,在改进磁铁结构的基础上,提出了线性霍尔传感器非线性方法的测量方案,实现了对位置信号的无接触实时精确测量。实验结果表明,该霍尔变送器系统能实现对位置值的准确测量。     

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°     

巨磁电阻电流传感器空间位置特性调控与校正

通过分析巨磁电阻(GMR)效应,研究了空间位置对传感器精度的影响,针对实际应用中出现的角度偏转与位置偏移对传感器精度造成的影响提出了通过提高磁场增益提高传感器测量精度的方法.通过仿真验证:方法可有效减小测量误差,极大程度地提高了传感器精度,并简化了测量程序.     

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%。     

基于多传感器组合的环面蜗杆误差检测仪设计

针对齿轮、环面蜗杆等零件加工精度不易测量的问题,提出了一种基于多传感器融合的三维测量系统,集成了直线光栅、时栅角位移传感器与霍尔传感器,通过坐标变换、贝叶斯数据融合、傅立叶级数拟合方法,以完成零件的三维测量。利用该方法完成了对环面蜗杆误差检测仪的开发,与传统的环面蜗杆检测仪相比,减低了成本,提高了整机的开发效率。     

Integrated magnetic sensing of electrostatically actuated thin-film microbridges

The movement of electrostatically actuated microbridges is measured by sensing the field of a permanent magnet, deposited and patterned on top of the microbridge, with a spin valve magnetic sensor fabricated beside the bridge at the level of the substrate. The spin valve sensor is sensitive to the position of the magnet and thus to the position of the bridge. The thin-film microbridges are fabricated using thin-film technology and surface micromachining at low temperatures (/spl les/100/spl deg/C) on glass substrates. The bridges are electrostatically actuated by applying a voltage between the bridges and a gate counter electrode placed beneath them. The deflection of the bridge is at the same time characterized optically by focusing a laser on the structure and monitoring the position of the reflected beam with a photodetector. A comparison of the bridge position sensing using the optical and magnetic methods is made. The absolute movement of the structures is measured with a precision close to 0.1 /spl Aring/ using the integrated magnetic sensor. The deflection of the electrostatically actuated structures is studied as a function of the applied gate voltage and length of the bridges. The experimental results show qualitative agreement with an electromechanical model.