CN109115097A - 一种四霍尔元件对称分布位移测量传感器探头 - Google Patents

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刘志壮
谭发祥
李元平
廖子涵
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    • G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness

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Abstract

该发明涉及一种四霍尔元件对称分布位移测量传感器探头，该装置包括霍尔元件A（1）、霍尔元件B（2）、霍尔元件C（3）、霍尔元件D（4）、永磁铁片（5）和推杆（6）。霍尔元件A（1）和霍尔元件D（4）在永磁铁片（5）的左侧，霍尔元件B（2）和霍尔元件C（3）在在永磁铁片（5）的右侧。霍尔元件A（1）和霍尔元件B（2）在上面，霍尔元件C（3）和霍尔元件D（4）在下面。推杆（6）的左端固定永磁铁片（5）。霍尔元件A（1）、霍尔元件B（2）、霍尔元件C（3）、霍尔元件D（4）构成一种对称结构位移测量探头，有利于改善灵敏度和线性度。

Description

一种四霍尔元件对称分布位移测量传感器探头
技术领域
该发明涉及到电子技术、传感技术和测量技术，特别将电子技术与传感技术结合设计出一种位移测量四霍尔元件对称探头。
背景技术
微小位移测量常用到霍尔元件，多见为单个或两个霍尔元件，这种探头结构简单，但灵敏度和对称性难以保证，为此设计一种四霍尔元件的高灵敏度的对称探头。
发明内容
在霍尔法测量位移中，为了提高灵敏度和对称性，设计一种四霍尔元件的高灵敏度对称探头。该装置霍尔元件A（1）、霍尔元件B（2）、霍尔元件C（3）、霍尔元件D（4）、永磁铁片（5）和推杆（6）；霍尔元件A（1）和霍尔元件D（4）在永磁铁片（5）的左侧，霍尔元件B（2）和霍尔元件C（3）在在永磁铁片（5）的右侧；霍尔元件A（1）和霍尔元件B（2）在上面，霍尔元件C（3）和霍尔元件D（4）在下面；推杆（6）的左端固定永磁铁片（5）。霍尔元件A（1）与霍尔元件B（2）以永磁铁片（5）为左右轴对称，霍尔元件D（4）与霍尔元件C（3）以永磁铁片（5）为左右轴对称；霍尔元件B（2）在推杆的上方，霍尔元件C（3）在推杆（6）的下方，推杆（6）在霍尔元件B（2）与霍尔元件C（3）的中间。推杆（6）安装在永磁铁片（5）右边，永磁铁片（5）和推杆（6）可以在左右方向微小移动。霍尔元件A（1）、霍尔元件B（2）、霍尔元件C（3）、霍尔元件D（4）采用同型号的线性霍尔元件。
该发明的有益之处是采用四霍尔元件对称分布，具有高的灵敏度和对称性。
附图说明
图1为探头结构示意图，图2为配套电路原理图；其中，1为霍尔元件A、2为霍尔元件B、3为霍尔元件C、4为霍尔元件D、5为永磁铁片、6为推杆，7为仪表放大器A，8为仪表放大器B，9为仪表放大器C。
具体实施方式
该装置霍尔元件A（1）、霍尔元件B（2）、霍尔元件C（3）、霍尔元件D（4）、永磁铁片（5）和推杆（6）；霍尔元件A（1）和霍尔元件D（4）在永磁铁片（5）的左侧，霍尔元件B（2）和霍尔元件C（3）在在永磁铁片（5）的右侧；霍尔元件A（1）和霍尔元件B（2）在上面，霍尔元件C（3）和霍尔元件D（4）在下面；推杆（6）的左端固定永磁铁片（5）。霍尔元件A（1）与霍尔元件B（2）以永磁铁片（5）为左右轴对称，霍尔元件D（4）与霍尔元件C（3）以永磁铁片（5）为左右轴对称；霍尔元件B（2）在推杆的上方，霍尔元件C（3）在推杆（6）的下方，推杆（6）在霍尔元件B（2）与霍尔元件C（3）的中间。推杆（6）安装在永磁铁片（5）右边，永磁铁片（5）和推杆（6）可以在左右方向微小移动。霍尔元件A（1）、霍尔元件B（2）、霍尔元件C（3）、霍尔元件D（4）采用同型号的线性霍尔元件。
该实施例中，采用图2作为传感器处理电路，霍尔元件A（1）和霍尔元件B（2）连接仪表放大器A（7），霍尔元件C（3）和霍尔元件D（4）连接仪表放大器B（8），仪表放大器A（7）和仪表放大器B（8）连接到仪表放大器C（9）。
该实施例中，当永磁铁片（5）位于霍尔元件A（1）与霍尔元件B（2）中间时，霍尔元件A（1）、霍尔元件B（2）、霍尔元件C（3）和霍尔元件D（4）输出相同大小的电压，经差分放大后仪表放大器C（9）输出电压为0；
进一步，当永磁铁片（5）左移时，霍尔元件A（1）的输出电压大于霍尔元件B（2）的输出电压，仪表放大器A（7）输出为负电压；霍尔元件D（4）的输出电压大于霍尔元件C（3）的输出电压，仪表放大器B（8）输出为正电压，仪表放大器C（9）输出为正电压；
进一步，当永磁铁片（5）右移时，霍尔元件A（1）的输出电压小于霍尔元件B（2）的输出电压，仪表放大器A（7）输出为正电压；霍尔元件D（4）的输出电压小于霍尔元件C（3）的输出电压，仪表放大器B（8）输出为负电压，仪表放大器C（9）输出为负电压。

Claims (4)

1.一种四霍尔元件对称分布位移测量传感器探头，其特征包括霍尔元件A（1）、霍尔元件B（2）、霍尔元件C（3）、霍尔元件D（4）、永磁铁片（5）和推杆（6）；霍尔元件A（1）和霍尔元件D（4）在永磁铁片（5）的左侧，霍尔元件B（2）和霍尔元件C（3）在在永磁铁片（5）的右侧；霍尔元件A（1）和霍尔元件B（2）在上面，霍尔元件C（3）和霍尔元件D（4）在下面；推杆（6）的左端固定永磁铁片（5）。
2.根据权利要求1所述的一种四霍尔元件对称分布位移测量传感器探头，其特征是霍尔元件A（1）与霍尔元件B（2）以永磁铁片（5）为左右轴对称，霍尔元件D（4）与霍尔元件C（3）以永磁铁片（5）为左右轴对称；霍尔元件B（2）在推杆的上方，霍尔元件C（3）在推杆（6）的下方，推杆（6）在霍尔元件B（2）与霍尔元件C（3）的中间。
3.根据权利要求1所述的一种四霍尔元件对称分布位移测量传感器探头，其特征是推杆（6）安装在永磁铁片（5）右边，永磁铁片（5）和推杆（6）可以在左右方向微小移动。
4.根据权利要求1所述的一种四霍尔元件对称分布位移测量传感器探头，其特征是霍尔元件A（1）、霍尔元件B（2）、霍尔元件C（3）、霍尔元件D（4）采用同型号的线性霍尔元件。
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