霍尔电路设计
1.工作方法
当该霍尔器件处在任何极性的恒定磁场中时,其上的两个霍尔传感器将产生同样的输出信号。无论该磁场的绝对强度有多大,它们之间的差值总为零。然而,由于一个单元面向磁场集中的轮齿,另一个单元则面向一个齿隙,如果两个霍尔单元之间存在磁场梯度,那么将产生一个差值信号,并在芯片上放大。实际上,这个差值体现了一个小偏移,它可由相应集成的控制电路来修正。这种动态差分原理使传感器表面与齿轮之间存在较大气隙的条件下能保持高灵敏度。
2.齿轮、感应距离和角精度
一个齿轮可由其模数来表征:m=d/z。其中d是齿轮直径,Z是轮齿数量。轮齿到轮齿的距离为T,齿距的计算公式为T=πm、当一个霍尔传感器面对一个轮齿而另一个霍尔传感器面对一个齿隙时,感应到的差值最大。该器件内两个霍尔传感器的间隔为2.5mm,在模数为1,对应的齿距为3.14win的条件下,该器件都可以感应到差值。如果该模数大于3或者齿轮不规则,将可能在一段较长时间内检测不到足够的差值,这意味着输出信号将不确定。传感器和齿轮之间允许的最大距离是温度、模数、磁体和速度的一个函数,速度可以用每次轮齿/齿隙转变时在输出端出现一个脉冲来表征。如果减小距离,将产生较大的有用信号。因此,切换精度可以随传感器低/高转变次数的增加而增加,这种低/高转变可以代表齿轮的一个旋转角度。
3.电路图设计
当霍尔元件输出高电平时,V2导通,V1截止,信号输出端输出方波的低电平;当霍尔元件输出低电平时,V1导通,V2截止,输出端为方波的高电平。信号输出端每输出一个周期的方波,代表转过了一个齿。单位时间内输出的脉冲数N,因此可求出单位时间内的速度V=NT(T=πm)。