汽车电子技术:霍尔加速度传感器解析 - 全文

 

　　带有防抱死制动系统(ABS)、驱动防滑砖控制(ASR)、四轮驱动或带有电子稳定性程序(ESP)的汽车，除了车轮传感器外都装有霍尔加速度传感器，以测量汽车行驶时的纵向和横向的加速度。

　　

 

　　霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，已发展成一个品种多样的磁传感器产品族，并已得到广泛的应用。用它们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。霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。 霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。

　　

 

　　霍尔器件和工作磁体间的运动方式

　　霍尔线性器件的精度高、线性度好;霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高。取用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽。按照霍尔器件的功能可将它们分为： 霍尔线性器件和霍尔开关器件 。前者输出模拟量，后者输出数字量。

　　

 

　　在霍尔器件背面放置磁体

　　按被检测的对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。

　　

 

　　结构

　　结构原理和静态特性曲线

　　在Hall加速度传感器中使用“弹性”固定的弹簧——质量系统。Hall加速度传感器有一个竖放的带状弹簧，一端夹紧，另一端固定着永久磁铁，以作为震动质量。在永久磁铁上面是带有信号处理集成电路的Hall传感器，在下面有一块铜阻尼板。

　　

 

　　工作原理

　　电路工作

　　如果传感器感受到横向加速度，则传感器的弹簧质量系统离开它的静止位置而便宜。便宜程度与加速度大小有关。运动的磁铁在Hal元件中产生Hall电压，经过信号处理电路处理后输出信号电压，它随加速度增加而线性增加。加速度范围约在±1g，传感器频率很低，只有几赫兹，并由点动力阻尼作用。