第七章 速度 加速度.ppt

第七章 速度 加速度
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第1页，共101页，编辑于2022年，星期二
一、霍尔元件的结构及工作原理
半导体薄片置于磁感应强度为B 的磁场中，磁场方向垂直于薄片，当有电流I 流过薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生霍尔传感器有许多用途。
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第18页，共101页，编辑于2022年，星期二
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第19页，共101页，编辑于2022年，星期二
霍尔特斯拉计（高斯计）
霍尔元件
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霍尔高斯计（特斯拉计）的使用
霍尔元件
磁铁
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第21页，共101页，编辑于2022年，星期二
霍尔传感器用于测量磁场强度
霍尔元件
测量铁心 气隙的B值
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霍尔转速表
在被测转速的转轴上安装一个齿盘，也可选取机械系统中的一个齿轮，将线性型霍尔器件及磁路系统靠近齿盘。齿盘的转动使磁路的磁阻随气隙的改变而周期性地变化，霍尔器件输出的微小脉冲信号经隔直、放大、整形后可以确定被测物的转速。
S
N
线性霍尔
磁铁
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霍尔转速表原理
当齿对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔元件，可产生较大的霍尔电动势，放大、整形后输出高电平；反之，当齿轮的空挡对准霍尔元件时，输出为低电平。
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第24页，共101页，编辑于2022年，星期二
霍尔转速传感器在汽车防抱死装置（ABS）中的应用
若汽车在刹车时车轮被抱死，将产生危险。用霍尔转速传感器来检测车轮的转动状态有助于控制刹车力的大小。
带有微型磁铁的霍尔传感器
钢质
霍尔
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案例：汽车速度测量:
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霍尔转速表的其他安装方法
只要黑色金属旋转体的表面存在缺口或突起，就可产生磁场强度的脉动，从而引起霍尔电势的变化，产生转速信号。
霍尔元件
磁铁
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霍尔式无触点汽车电子点火装置
采用霍尔式无触点电子点火装置能较好地克服汽车合金触点点火时间不准确、触点易烧坏、高速时动力不足等缺点。
汽车点火线圈
高压输出接头
12V低压电源输入接头
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第28页，共101页，编辑于2022年，星期二
霍尔式无触点汽车电子点火装置工作原理
采用霍尔式无触点电子点火装置无磨损、点火时间准确、高速时动力足。
桑塔纳汽车霍尔式分电器示意图
1-触发器叶片 2-槽口 3-分电器转轴 4-永久磁铁
5-霍尔集成电路（PNP型霍尔IC）
a）带缺口的触发器叶片 b）触发器叶片与永久磁铁及霍尔集成电路之间的安装关系 c）叶片位置与点火正时的关系
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第29页，共101页，编辑于2022年，星期二
霍尔式无触点汽车电子点火装置(续）
当叶片遮挡在霍尔IC面前时，PNP型霍尔IC的输出为低电平，晶体管功率开关处于导通状态，点火线圈低压侧有较大电流通过，并以磁场能量的形式储存在点火线圈的铁心中。
汽车电子点火电路及波形
1—点火开关 2—达林顿晶体管功率开关 3—点火线圈低压侧 4—点火线圈铁心 5—点火线圈高压侧 6—分火头 7—火花塞
a）电路 b）霍尔IC及点火线圈高压侧输出波形
当叶片槽口转到霍尔IC面前时，霍尔IC输出跳变为高电平，经反相变为低电平，达林顿管截止，切断点火线圈的低压侧电流。由于没有续流元件，所以存储在点火线圈铁心中的磁场能量在高压侧感应出30~50kV的高电压。
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汽车电子点火装置使用的 点火控制器、霍尔传感器及点火总成
磁铁
点火总成
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霍尔式无刷电动机
霍尔式无刷电动机取消了换向器和电刷，而采用霍尔元件来检测转子和定子之间的相对位置，其输出信号经放大、整形后触发电子线路，从而控制电枢电流的换向，维持电动机的正常运转。由于无刷电动机不产生电火花及电刷磨损等问题，所以它在录像机、CD唱机、光驱等家用电器中得到越来越广泛的应用。
普通直流电动机使用的电刷和换向器
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无刷电动机在电动自行车上的应用
电动自行车
可充电电池组
无刷电动机
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第33页，共101页，编