Датчики положения фирмы Honeywell на основе эффекта Холла
Принцип действия датчиков основан на эффекте Холла. Основные преимущества этих датчиков заключается в отсутствии механических движущихся частей и высоком быстродействии (до 100 кГц). Благодаря этому датчики Холла отличаются высокой надежностью, долговечностью и не требуют физического контакта с измеряемой средой.
Датчики Холла широко используются там, где требуются высокая точность и надежность. Они находят применение в безколлекторных двигателях, измерителях различных величин, сварочном оборудовании, бытовых приборах, компьютерах и т.д.
Эффект Холла заключается в возникновении напряжения в проводнике с током в магнитном поле. Возникающее напряжение перпендикулярно протекающему току и пропорционально магнитному потоку. После усиления это напряжение используется для управления выходными каскадами датчиков и внешними схемами.
Выходные каскады датчиков могут быть различных типов – аналоговые, когда выходной сигнал пропорционален магнитному потоку через датчик, и цифровые, имеющие два уровня сигнала на выходе. Аналоговые каскады могут быть выполнены по схеме открытый коллектор (NPN) и источник тока (PNP). По реакции на магнитное поле датчики распределяются по трем группам: биполярные, однополярные и униполярные. Для включения биполярного датчика требуется воздействие поля положительной полярности, а для выключения – отрицательной. Однополярные датчики измеряют поля любой полярности, а униполярные – только одной (обычно положительной).
Магнитное поле может быть сформировано постоянными магнитами или электромагнитами. Изменение напряженности поля достигается путем перемещения магнита, изменения тока электромагнита или внесением магнитного материала в зазор между датчиком и магнитом. Выпускаются датчики, в которых используются внешние или встроенные в корпус магниты. В последнее время в выходные каскады датчиков Холла вводятся специальные схемы снижения температурной нестабильности датчиков и магнитов, и схемы линеаризации аналоговых выходов. Для достижения высокой повторяемости параметров от датчика к датчику в цикле производства используется лазерная калибровка элементов схем. Это позволяет производить замену вышедших из строя приборов без последующих подстроек.
Для иллюстрации возможных вариантов исполнения датчиков Холла приводится описание серийных цифровых и аналоговых датчиков фирмы Хонейвелл (Honeywell).
Фирма Хонейвелл выпускает несколько базовых серий цифровых датчиков.
Это специальная высокочувствительная серия 2SSP-датчиков, использование которых позволяет располагать магнит на расстоянии 2 см и более от датчика. Датчики выполнены в пластиковом корпусе с размерами 4,5х4,5х1,5 мм. Выпускаются модификации для поверхностного монтажа с короткими формованными выводами – серия 2SSP-S.
Две серии биполярных цифровых датчиков SS41 и SS11 изготавливаются в миниатюрных корпусах, имеющих размеры 4х3х1,5 мм. Датчики серии SS11 выпускаются в корпусах типа SOT89, предназначенных для поверхностного монтажа (SMD – Surface Mount Device). Все датчики имеют защиту от неправильного подключения и диапазон быстродействия от 0 до 100 кГц.
Датчики серий SS400 и представляют собой приборы, состоящие из собственно датчиков поля и выходных усилителей, и имеющие выход типа открытый коллектор. Они выпускаются в миниатюрных пластиковых корпусах с тремя выводами. Специальная конструкция корпуса (Quad-Hall-дизайн) позволяет полностью исключить внутренние механические напряжения. Для компенсации температурного дрейфа параметров предусмотрена специальная схема коррекции. Датчики предусматривают различные варианты работы:
- под действием одного полюса магнита (SS411A, SS413A, SS111A, SS113A);
- обоих полюсов (SS441A, SS443A, SS449A, SS141A, SS143A, SS149A)
- и триггер (SS461A, SS466A, SS161A, SS166A).
Серия SS400 (с индексом S) имеет корпус с формованными для поверхностного монтажа выводами, а серия SS100 – миниатюрный безвыводной SMD-корпус.
Приборы серий 103SR и SR3 представляют собой полностью закрытые датчики в алюминиевом или пластиковом корпусе (диаметр 12 мм, длина 25 мм с резьбой), имеющие защиту от неправильного включения. Внутри серии датчики отличаются друг от друга величиной измеряемого поля и типами выхода. В таблице 1 приведены основные характеристики датчиков рассматриваемых серий.
Таблица 1. Основные характеристики датчиков серий 2SSP, SS41, SS11, SS400, SS100, 103SR и SR3
| Серии цифровых датчиков Холла
| | Основные характеристики | 2SSP
(2SSP-S) | SS41,
SS11 | SS400
(SS100) | 103SR11A | 103SR12A,3A,4A,7A,
SR3F,B,G,C,P2 | | Напряжение питания (VDC), В | 6…24 | 4,5…24 | 3,8…30 | 4,5…5,5 | 4,5…24 | | Ток потребления, мA (макс.) | 13,5 | 4…15 | 10 | 4 | 10 | | Выходное напряжение, В (макс.) | 0,4 | 0,4 | 0,4 | (VDC-1,5) | 0,4 | | Выходной ток, мA (макс.) | 20
| | Ток утечки, мкА (макс.) | 10
| | Температурный диапазон эксплуатации, ° С | -20…85 | -55…150 | -40…150 (125)
| -40…100
| Аналоговые датчики Холла
Фирма Хонейвелл использует лазерную подгонку при изготовлении аналоговых датчиков Холла, что позволяет получать идентичные параметры от образца к образцу и производить замены вышедших из строя приборов без последующих подстроек. Аналоговые датчики представлены сериями SS49, SS19, SS495, SS94 и 103SR.
Датчики серий SS49 и SS19 имеют параметрический линейный выход. Они изготавливаются в миниатюрных корпусах с выводами (серия SS49) и для поверхностного монтажа (SMD) – серия SS19.
Приборы серии SS495 имеют размеры корпуса 3х4 мм. Эти датчики отличаются низким энергопотреблением (7 мА при напряжении питания 5 В) и линеаризованным выходом. Температурная ошибка для разных датчиков этой серии составляет:
- SS495A – ± 0,06 %;
- SS495A1 – ± 0,04 %;
- SS495A2 – ± 0,07 %.
Датчики серии SS94 имеют специальные встроенные схемы для увеличения температурной стабильности.
Серию аналоговых датчиков Холла 103SR отличает исполнение последних в алюминиевом корпусе с резьбой. В табл. 2 приведены основные характеристики аналоговых датчиков Холла рассмотренных серий.
Таблица 2. Основные характеристики аналоговых датчиков Холла серий SS49, SS19, SS495, SS94 и 103SR.
Аналоговые датчики Холла
| | Основные характеристики | Серия SS94, модель
| SS49/SS19 | SR3F-5 | | SS94A1 | SS94A1B | SS94A1E | SS94A1F | SS94A2 | SS94A2C | SS94A2D | SS94B1 | | Напряжение питания (VDC), В | 6,6…12,6 | 4,5…8,0 | 6,6…12,6
| 4,5…
12 | 4…10
| | Ток потребления (тип/макс), мA | 13/30 | 8/17 | 13/30
| 8/11 | 4 | 3,5 | | Диапазон, Гаусс ± | 500
| 100 | 500 | 1000 | 250 | 670 | | | | Чувствительность, мВ/Гаусс | 5,0 | 1,875 | 5,0 | 25,0 | 5,0 | 2,5 | 1,00 | 3,125 | 0,8
| 0,8
| | Выходное напряжение при отсутствии поля, В | 1,75…2,25
|
Источник: http://gaw.ruЧитайте далее: ПРИРОДА ИНФОРМАЦИИ, Искусственное освещение, РОССИЙСКИМ СПЕЦИАЛИСТОМ РАЗРАБОТАНА ОПТОЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМНАЯ ПЛАТА НОВОГО ПОКОЛ, 'КЛАССИЧЕСКАЯ' ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ФОТОЭФФЕКТА, Бесконтактные выключатели: применение в системах управления, КАК ПРОДЛИТЬ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ФОТОКАМЕРЫ ПОЛНОСТЬЮ ИЗРАСХОДОВАНЫ БАТАРЕЯ, ДЕШЕВЫЙ ИНТЕРНЕТ МОЖЕТ ЛЕГКО ПОЙТИ В РОССИЙСКУЮ ГЛУБИНКУ ПО ГАЗОПРОВОДУ, ADXL311 - Дешевый сверхминиатюрный двух осевой акселерометр с динамическим диапа, Микросхемы - усилители низкой частоты (7), Разъемы автомагнитол, LCD-мониторы, Стабилизаторы напряжения серии КР1157, Устранение неполадок в принтерах Hewlett Packard LaserJet 5L (6L) часть 1, Принтеры Hewlett-Рackard LJ-1100 - Разборка, индикация, основные неисправности, Эксплуатация и ремонт лазерного принтера Xerox P8ex, Обслуживание Canon 6317 - Необходимые процедуры, Фьюзеры лазерных принтеров - измерения сопротивлений в некоторых моделях, Восстановление картриджей для лазерных принтеров Oki, Ремонт крышки принтеров Hewlett Packard LaserJet 5L/6L.,
|
