霍尔传感器用于角度测量的一种方法

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1、万方数据总第92期第4期2001年8月电子机械工程EIectr0一Mechnj髑lEn醇n此r王雌TotalNo92No4Aug．2001霍尔传感器用于角度测量的一种方法‘李玉江张向明(武汉华中科技大学430074)【擅要】本文介绍了一种霍尔传感器用于角度测量的方法，为解决其它类似问题提供了一种参考方案。关键词霍尔传感器角度铡量霍尔传感器是利用半导体材料的霍尔效应进行测量的一种传感器。它可以实现非接触测量。因其具有频响宽、动态范围大、小型集成化和使用方便等优点，在检测，自动控制以及信息处理等领域获得广泛应用。以下就将介绍一

2、种利用霍尔传感器进行角度测量的方法。1测量原理雹尔传感器用于角度测量的原理如图1所示。传感晷的位置固定，在待铡旋转物体的轴上装一个圆盘，圆盘上贴有若干对小磁钢，小磁钢越多，则精度及分辨率越高。为了判断转动方向，采用了两个相同的霍尔传感器H：和H。。测量角度时，每当一个磁钢转过霍尔传感器时，引起磁场的变化，传感器便输出一个脉冲，计算脉冲的个数，即可确定旋转物体转过的角度。1，2．霍尔传感器H。．H。3．小磁钢4．转动圆盘图l2计数方法如上所述，测量角度的关键在于对脉冲的计数。计数的方法选择正确与否，对测量结果有较大影响。我们

3、假定顺时针的转动方向是正转，则正转和反转的脉冲时序图分别如2(a)，(b)所示。删肌。．州Uu乙计扯叭。：』m肌t●llt3t‘【i)正转·收稿日期200l—ol—zotttztJt●tb)反转图2正反转脉冲时序图万方数据26电子机械工程2001年方法l，先判断H。和H：是否为高电平，在t，时刻，如H。先达到高电平，则接着判断Hz的电平，在t：时刻，H。上升为高电平，计数器正转加l。如H：先达到高电平，则接着判断H-的电平，在t：时刻，H。上升为高电平，计数器反转减1，其程序框图如图3所示。方法2，通过对脉冲的时序图进行分

4、析可知。方法1并不能满足计数的要求。主要会产生这样一个问题，即当磁钢转至tt时，已经完成了一次计数。磁钢继续转到t。至t，之间时，由于H-一1，H：=1，仍然满足方法l的计数条件，因此计数器会持续计数，直至磁钢转过t。为止。可见，方法l的计数方案并不可行。为此我们对方法1进行改进，增加了两个判断条件：即在磁钢转过t：后，继续判断在ta和t。时刻，H。和H：的电平。具体的判断次序是：H。高一H。高一H。低一H2低一正转计数。Hz高一H，高一H：低一H-低一逆转计数。方法2的程序框图如图4。图4方法2的程序流程框图2)该方法可

5、靠性高，编程容易，简便易行，是一种较好的角度测量方法，为解决其它类似问题提供了参考；3)这种角度测量方法曾用于水下救生转裙的对接装置中，取得了良好效果。参考文献(1】方佩敏．新编传癌器原理应用电路详解．北京：电子工业出版社，1994[2】涂时亮，张有德．单片微机控制技术．上海：复旦大学出版社，1994年图3方法l的程序流程框图对照方法1，可见改进后的方法克服了方法1李玉江男，华中科技大学交通学院硕士研究生·从中存在的缺点，较好地完成了计数。事机电一体化方面的研究工作。3结束语1)布置磁钢时，应保证H。和Hz能产生足够的脉冲

6、宽度，确保图2的正确时序；霍尔传感器用于角度测量的一种方法作者：李玉江，张向明作者单位：武汉华中科技大学刊名：电子机械工程英文刊名：ELECTRO-MECHANICALENGINEERING年，卷(期)：2001，(4)引用次数：3次参考文献(2条)1.方佩敏新编传感器原理应用电路详解19942.涂时亮.张有德单片微机控制技术1994相似文献(10条)1.学位论文张超二维霍尔角度传感器的应用研究2006本文综述了磁敏传感器中的近代霍尔传感器和磁敏电阻式传感器技术的发展，对于2005年国际上刚刚推向市场的新型二维磁敏角度传感

7、器，介绍了国内外对这一技术的研究，开发和应用的现状。本论文采用计算机有限元分析方法，研究了本科研课题组自主开发的无触点角度传感器和拟开发的新型二维霍尔角度传感器的三种不同的磁路结构(沿径向充磁的两个半圆环磁铁，沿径向充磁的整圆环磁铁，沿径向充磁的φ5圆饼形磁铁)，进行了理论计算和实验对比，采用计算机Labview软件虚拟仪器的方法，对新型二维集成霍尔敏感元件特性进行了测试与模拟，结合传感器机械结构设计，成功开发出360°角度传感器，并对其特性进行了测试。2.期刊论文秦志圣.白连平.QINZhi-sheng.BAILian-

8、ping角度细分在永磁电机控制系统中的应用-北京机械工业学院学报（综合版）2008,23(4)获取准确的转子位置信号是永磁同步电机(PMSM)稳定运行的前提,而位置信号的精度会直接影响控制系统的性能.采用低分辨率的霍尔元件作为系统的位置传感器,提出一种基于6个离散位置信号的角度细分方法,计算电机转子的实