霍尔式压力传感器工作原理及结构
仪器网 · 2012-07-14 23:35 · 38705 次点击
1、工作原理
在使用的霍尔式压力传感器中,.均采用恒定电流I,而使B的大小随被测压力户变化达到转换目的。
(1)压力一霍尔片位移转换将霍尔片固定在弹簧管自由端.当被测压力作用于弹黄管时,把压力转换成霍尔片线性位移。
(2)非均匀线性磁场的产生为了达到不同的霖尔片位移,施加在霍尔片的磁感应强度B不同,又保证霍尔片位移一磁感应强度B线性转换,就需要一个非均匀线性磁场。非均匀线性磁场是靠极靴的特殊几何形状形成的,如图2-12所示。
(3)霍尔片位移-霍尔电势转换
由图2-12可知,当霍尔片处于两对极靴间的中央平衡位置时,由于霍尔片左右两半所通过的磁通方向相反、大小相等,互相对称,故在霍尔片左右两半上产生的霖尔电势也大小相等、极性相反,因此,从整块霍尔片两端导出的总电势为零,当有压力作用,则翟尔片偏离极靴间的中央平衡位置。橄尔片两半所产生的两个极性相反的电势大小不相等,从整块霍尔片导出的总电势不为零.压力越大,输出电势越大.沿霍尔片偏离方向上的磁感应强度的分布呈线性状态,故霍尔片两端引出的电势与报尔片的位移成线性关系.即实现了霍尔片位移和报尔电势的线性转换。
2.霍尔式压力传感器的结构
常见的霖尔式压力传感器有YSH-1型和YSH-3型两种。图2-13所示为YSH-3型压力传感器结构示意图。被测压力由弹赞管1的固定端引入,弹赞管自由端与霍尔片3相连接,在霍尔片的上下垂直安放着两对磁极,使狱尔片处于两对磁极所形成的非均匀线性磁场中,霍尔片的四个端面引出四根导线,其中与磁钢2相平行的两根导线与直流稳压电源相连接,另两根用来输出信号。当被测压力引入后,弹簧管自由端产生位移,从而带动霍尔片移动护改变了施加在霍尔片上的磁感应强度,依据霍尔效应进而转换成霍尔电势的变化,达到了压力-位移-霍尔电势的转换。
为了使VH与B成单值函数关系,电流I必须保持恒定.为此,霍尔式压力传感器一般采用两级申联型稳压电源供电,以保证控制电流了的恒定。
3.霍尔式压力传感器的使用
传感器应垂直安装在机械振动尽可能小的场所,且倾斜度小于3度。当介质易结晶或粘度较大时,应加装隔离器。通常情况下,以使用在测量上限值1/2左右为宜,且瞬间超负荷应不大于测量上限的二倍。由于霍尔片对温度变化比较敏感,当使用环境温度偏离仪表规定的使用温度时要考虑温度附加误差,采取恒温措施(或沮度补偿措施)。此外还应保证直流稳压电源具有恒流特性,以保证电流的恒定。
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