CN105651157B - 一种霍尔线性行程指示器的设置方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供霍尔线性行程指示器的设置方法，包括霍尔元件和与之连接的调理电路；所述调理电路包括温度补偿恒流源电路输入到磁电转换电路即霍尔元件，霍尔元件输出经信号调整放大电路输出；霍尔元件将磁信号转换为电信号，经运算放大器调整放大后输出；设有磁钢进入霍尔线性行程指示器工作区域，霍尔元件感应到磁场输出电压信号。当磁钢沿着霍尔线性行程指示器轴线进行位移时，随着霍尔元件感应到的磁场强度逐渐增强，其输出电压成线性变化，通过换算可判断出磁钢的行程。

Description

一种霍尔线性行程指示器的设置方法
技术领域
本发明涉及属于磁敏传感器领域，特别是一种能隔离测量、适应温度范围宽、线性度好的高精度测量的设计方法。尤其是通过输出电压线性变化来判断行程的霍尔线性指示器的设计方法
背景技术
霍尔线性行程指示器是一种磁敏传感器，以霍尔效应原理为其工作基础的，用它可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。
霍尔线性行程指示器具有许多优点，它的结构牢固，体积小，重量轻，工作温度范围宽，线性度好，寿命长，安装方便，功耗小，耐震动，不怕灰尘、油污等的污染或腐蚀。通过霍尔线性行程指示器可将非电、非磁的物理量例如位置、位移，转变成电量来进行检测和控制，主要用于我国的航空、航天器上。
现有常见的位置传感器按输出分为PNP型和NPN两种，当传感器感应到磁场且磁场达到敏感元件的阈值门限时，传感器输出电压会发生高、低电平的变化，通过输出电压的变化可判断出相应的位置变化。此类传感器的优点是隔离测量，但是只能测量相对的位置关系，不具备测量位移输出线性的功能。
本发明技术可以解决这一问题。
发明内容
本发明目的在于，提供一种测试位移变化量并输出线性电信号的行程指示器，尤其是通过输出电压线性变化来判断行程的霍尔线性指示器的设计方法和装置。
为达成上述目的，本发明提出一种霍尔线性行程指示器的设置方法，包括霍尔元件和与之连接的调理电路；所述调理电路包括温度补偿恒流源电路输入到磁电转换电路即霍尔元件，霍尔元件输出经信号调整放大电路输出；霍尔元件将磁信号转换为电信号，经运算放大器调整放大后输出；设有磁钢进入霍尔线性行程指示器工作区域，霍尔元件感应到磁场输出电压信号。当磁钢沿着霍尔线性行程指示器轴线进行位移时，随着霍尔元件感应到的磁场强度逐渐增强，其输出电压成线性变化，通过换算可判断出磁钢的行程。磁钢位移的直线即平行于霍尔元件平面的直线，此直线为霍尔线性行程指示器的行程，长1-5mm。
另可设有输出调整保护电路。
补偿恒流源电路给霍尔元件H提供5mA的工作电流，霍尔元件感应到磁场的强弱输出一以0V为基准的电压信号，经调整放大电路即运算放大器N调整放大后输出。
有益效果，本发明的结构牢固，体积小，重量轻，工作温度范围宽，线性度好，寿命长，安装方便，功耗小，耐震动，不怕灰尘、油污等的污染或腐蚀。通过霍尔线性行程指示器可将非电、非磁的物理量例如位置、位移均可通过磁钢负载，沿着霍尔元件平面，霍尔元件转变成电量来进行检测和控制。
附图说明
图1为本发明实施霍尔线性行程指示器的功能框图。
图2为图1中霍尔线性行程指示器的基本电路图。
图3为图1中霍尔线性行程指示器工作示意图。
图4为图1中霍尔线性行程指示器1-5mm的线性度数据。
图5为图1中霍尔线性行程指示器1.5mm-4.5mm的线性度数据。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
图1为本发明实施例霍尔线性行程指示器的功能框图。霍尔线性行程指示器包括霍尔元件和与之连接的调理电路。如图1所示，调理电路包括温度补偿恒流源电路、霍尔元件、磁场、信号调整放大电路、输出调整保护电路。霍尔元件将磁信号转换为电信号，经运算放大器调整放大后输出。
如图2所示的电路图中，霍尔线性行程指示器的工作电压为+5V，由电阻R2、稳压管V1、PNP型三极管V3组成补偿恒流源电路给霍尔元件H提供5mA的工作电流，霍尔元件感应到磁场的强弱输出一以0V为基准的电压信号，经运算放大器N调整放大后输出。
图3为霍尔线性行程指示器的工作示意图，将装有磁钢的导杆放入霍尔线性行程指示器的盲孔中，磁钢移动过程中霍尔线性行程指示器的输出电压线性变化，通过输出电压与基准电压的对比，可判断导杆移动的距离。
霍尔线性行程指示器进行了大量的环境和力学试验，试验项目有高低温测试、高温工作、低温工作、温度冲击、稳态湿热、振动、冲击、高温寿命。试验后各指标满足要求。图4、图5为霍尔线性行程指示器常温的线性度测试数据，从数据中可看出本发明的霍尔线性行程指示器线性度好。其工作温度范围宽，可满足使用要求。

Claims (2)

1.一种霍尔线性行程指示器的设置方法，其特征在于，包括霍尔元件和与之连接的调理电路；所述调理电路包括温度补偿恒流源电路输入到磁电转换电路即霍尔元件，霍尔元件输出经信号调整放大电路输出；霍尔元件将磁信号转换为电信号，经运算放大器调整放大后输出；设有磁钢进入霍尔线性行程指示器工作区域，霍尔元件感应到磁场输出电压信号；当磁钢沿着霍尔线性行程指示器轴线进行位移时，随着霍尔元件感应到的磁场强度逐渐增强，其输出电压成线性变化，通过换算可判断出磁钢的行程；补偿恒流源电路给霍尔元件H提供5mA的工作电流，霍尔元件感应到磁场的强弱输出一以0V为基准的电压信号，经调整放大电路即运算放大器N调整放大后输出；磁钢位移的直线即平行于霍尔元件平面的直线，此直线为霍尔线性行程指示器的行程，长1-5mm。
2.根据权利要求1所述的霍尔线性行程指示器的设置方法，其特征在于，另设有输出调整保护电路。
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