CN109150124A - 一种四霍尔元件位移测量差分放大电路 - Google Patents

一种四霍尔元件位移测量差分放大电路 Download PDF

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刘志壮
张文昭
李元平
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    • H03F3/68—Combinations of amplifiers, e.g. multi-channel amplifiers for stereophonics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
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Abstract

该发明涉及一种四霍尔元件位移测量差分放大电路，该装置包括线性霍尔元件A（1），线性霍尔元件B（2），线性霍尔元件C（3），线性霍尔元件D（4），放大电路A（5），放大电路B（6），放大电路C（7）；线性霍尔元件A（1）和线性霍尔元件B（2）的输出端分别连接到放大电路A（5）的两个输入端，线性霍尔元件C（3）和线性霍尔元件D（4）的输出端分别连接到放大电路B（6）的两个输入端；放大电路A（5）和放大电路B（6）分别连接到放大电路C（7）的两个输入端，放大电路C（7）的输出端作为整个电路的输出。该发明的主要作用是为霍尔位移传感器探头设计一种高灵敏度对称放大电路。

Description

一种四霍尔元件位移测量差分放大电路
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对称处理电路。
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，这种结构处理电路简单，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对称放大电路。
发明内容
在霍尔法测量位移中，为了提高灵敏度和增强对称性，设计一种四霍尔元件的高灵敏度对称放大电路。该发明包括线性霍尔元件A（1）、线性霍尔元件B（2）、线性霍尔元件C（3）、线性霍尔元件D（4）、放大电路A（5）、放大电路B（6）、放大电路C（7）；线性霍尔元件A（1）和线性霍尔元件B（2）连接到放大电路A（5）；线性霍尔元件C（3）和线性霍尔元件D（4）连接到放大电路B（6）；放大电路A（5）和放大电路B（6）连接到放大电路C（7）。线性霍尔元件A（1）、线性霍尔元件B（2）、线性霍尔元件C（3）、线性霍尔元件D（4）采用相同型号的线性霍尔传感器，线性霍尔元件A（1）和线性霍尔元件B（2）的输出电压成反向变化，线性霍尔元件C（3）和线性霍尔元件D（4）的输出电压成反向变化。放大电路A（5）、放大电路B（6）、放大电路C（7）采用相同型号的仪表放大电路芯片；每个芯片的都有两个差分输入端，即“+”输入端和“-”输入端；线性霍尔元件A（1）和线性霍尔元件B（2）的输出端分别连接放大电路A（5）的输入端“-”和输入端“+”，线性霍尔元件C（3）和线性霍尔元件D（4）的输出端分别连接放大电路B（6）的输入端“-”和输入端“+”；放大电路A（5）的放大电路B（6）、放大电路C（7）的输出端分别连接放大电路C（7）的输入端“-”和输入端“+”，放大电路C（7）的输出端作为总的输出总。
该发明的有益之处是提高位移测量灵敏度和对称性。
附图说明
图1为发明电路原理图，图2为线性霍尔元件安装分布图，其中，1为线性霍尔元件A、2为线性霍尔元件B、3为线性霍尔元件C、4为线性霍尔元件D、放5为大电路A、6为放大电路B、7为放大电路C，8为永磁铁片，9为塑料推杆。
具体实施方式
该发明包括线性霍尔元件A（1）、线性霍尔元件B（2）、线性霍尔元件C（3）、线性霍尔元件D（4）、放大电路A（5）、放大电路B（6）、放大电路C（7）；线性霍尔元件A（1）和线性霍尔元件B（2）连接到放大电路A（5）；线性霍尔元件C（3）和线性霍尔元件D（4）连接到放大电路B（6）；放大电路A（5）和放大电路B（6）连接到放大电路C（7）。线性霍尔元件A（1）、线性霍尔元件B（2）、线性霍尔元件C（3）、线性霍尔元件D（4）采用相同型号的线性霍尔传感器，线性霍尔元件A（1）和线性霍尔元件B（2）的输出电压成反向变化，线性霍尔元件C（3）和线性霍尔元件D（4）的输出电压成反向变化。放大电路A（5）、放大电路B（6）、放大电路C（7）采用相同型号的仪表放大电路芯片；每个芯片的都有两个差分输入端，即“+”输入端和“-”输入端；线性霍尔元件A（1）和线性霍尔元件B（2）的输出端分别连接放大电路A（5）的输入端“-”和输入端“+”，线性霍尔元件C（3）和线性霍尔元件D（4）的输出端分别连接放大电路B（6）的输入端“-”和输入端“+”；放大电路A（5）的放大电路B（6）、放大电路C（7）的输出端分别连接放大电路C（7）的输入端“-”和输入端“+”，放大电路C（7）的输出端作为总的输出总。
本实施例中，线性霍尔元件A（1）、线性霍尔元件B（2）、线性霍尔元件C（3）、线性霍尔元件D（4）采用型号为AH3503，放大电路A（5）、放大电路B（6）、放大电路C（7）仪表放大器，型号为INA128。
本实施例中，AH3503采用+5V电源供电，INA128采用±5V电源供电。
该实施例中，当永磁铁片（8）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，经差分放大后放大电路C（7）输出电压为0；
进一步，当永磁铁片（8）左移时，线性霍尔元件A（1）的输出电压大于线性霍尔元件B（2）的输出电压，放大电路A（5）输出为负电压；线性霍尔元件D（4）的输出电压大于线性霍尔元件C（3）的输出电压，放大电路B（6）输出为正电压，放大电路C（7）输出为正电压；
进一步，当永磁铁片（8）右移时，线性霍尔元件A（1）的输出电压小于线性霍尔元件B（2）的输出电压，放大电路A（5）输出为正电压；线性霍尔元件D（4）的输出电压小于线性霍尔元件C（3）的输出电压，放大电路B（6）输出为负电压，放大电路C（7）输出为负电压。

Claims (3)

1.一种四霍尔元件位移测量差分放大电路，其特征包括线性霍尔元件A（1）、线性霍尔元件B（2）、线性霍尔元件C（3）、线性霍尔元件D（4）、放大电路A（5）、放大电路B（6）、放大电路C（7）；线性霍尔元件A（1）和线性霍尔元件B（2）连接到放大电路A（5）；线性霍尔元件C（3）和线性霍尔元件D（4）连接到放大电路B（6）；放大电路A（5）和放大电路B（6）连接到放大电路C（7）。
2.根据权利要求1所述的一种四霍尔元件位移测量差分放大电路，其特征是线性霍尔元件A（1）、线性霍尔元件B（2）、线性霍尔元件C（3）、线性霍尔元件D（4）采用相同型号的线性霍尔传感器，线性霍尔元件A（1）和线性霍尔元件B（2）的输出电压成反向变化，线性霍尔元件C（3）和线性霍尔元件D（4）的输出电压成反向变化。
3.根据权利要求1所述的一种四霍尔元件位移测量差分放大电路，其特征是放大电路A（5）、放大电路B（6）、放大电路C（7）采用相同型号的仪表放大电路芯片；每个芯片的都有两个差分输入端，即“+”输入端和“-”输入端；线性霍尔元件A（1）和线性霍尔元件B（2）的输出端分别连接放大电路A（5）的输入端“-”和输入端“+”，线性霍尔元件C（3）和线性霍尔元件D（4）的输出端分别连接放大电路B（6）的输入端“-”和输入端“+”；放大电路A（5）的放大电路B（6）、放大电路C（7）的输出端分别连接放大电路C（7）的输入端“-”和输入端“+”，放大电路C（7）的输出端作为总的输出总。
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