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霍尔效应传感器常称为霍尔传感器,是一种磁场传感器。霍尔传感器有两种类型,一种是非线性的,主要用于控制功能,另一种是线性的,常用于测量某些变化的物理量。利用霍尔传感器外加一些辅助电路,即可构成各类霍尔开关电路。 这里介绍一种型号为ugn3503u的线性霍尔器件与运算放大器ad8532组成的开关电路,该电路在多种场合均可派上用场,如图1所示。
电路组成和工作原理 在图1电路中,ic1(ugn3503u)是线性霍尔传感器,具有三个引脚,①、②脚为电源端,③脚为输出端,其工作电源一般选为+5v,工作电流为9ma。静态时,即无外加磁场时,ic1的③脚输出电压为1/2vc(2.5v),一旦*近磁场时(南、北极),③脚输出电压发生变化,其变化规律是从2.5v上升或下降,上升或下降的电压值与磁场极性(南北极)有关。 运算放大器ad8532是一种双运放,coms结构,高阻抗输入器件,采用+5v电源供电,输出电流可达250ma。第一级运放ic2a和外部电阻r1~r4组成放大器,其增益为20,电阻r3从r5、r6的分压器中取出vc/2电压加在ic2a的反相端②脚,这就避免了霍尔器件可能引起输出电压的漂移,同时也使该级放大器可工作在1hz(磁场很慢的变化)。 运放的ic2b以及外围电阻r5~r8组成滞后比较器,其滞后电压(由r8与r7决定)为500mv,这就确保了比较器快速工作。该电路可检测一根小磁条的磁场,作用距离约25mm。若调节第一级运放ic2a的增益或ic2b的电压滞后量(r8、r7),还可改变电路的灵敏感。注意:磁体的磁场强度是与距离的平方成比例的。前已所述霍尔传感器ic1输出电压的极性,依赖于外磁体磁场的极性(南、北),当磁体面向霍尔器件是北极时,其输出电压下降(以vc/2为基准),是南极时,其输出电压上升。霍尔传感器最高工作频率为23khz,这对大多数利用霍尔传感器作开关的检测功能,已满足了要求
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