汽車電子技術(shù):霍爾（Hall）加速度傳感器解析

帶有防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、驅(qū)動(dòng)防滑磚控制（ASR）、四輪驅(qū)動(dòng)或帶有電子穩(wěn)定性程序（ESP）的汽車，除了車輪傳感器外都裝有Hall加速度傳感器，以測(cè)量汽車行駛時(shí)的縱向和橫向的加速度。

　　霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器，已發(fā)展成一個(gè)品種多樣的磁傳感器產(chǎn)品族，并已得到廣泛的應(yīng)用。用它們可以檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化，可在各種與磁場(chǎng)有關(guān)的場(chǎng)合中使用?；魻柶骷曰魻栃?yīng)為其工作基礎(chǔ)。 霍爾器件具有許多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長(zhǎng)，安裝方便，功耗小，頻率高，耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。

　　霍爾器件和工作磁體間的運(yùn)動(dòng)方式

　　霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開(kāi)關(guān)器件無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)磨損、輸出波形清晰、無(wú)抖動(dòng)、無(wú)回跳、位置重復(fù)精度高。取用了各種補(bǔ)償和保護(hù)措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬。按照霍爾器件的功能可將它們分為： 霍爾線性器件和霍爾開(kāi)關(guān)器件 。前者輸出模擬量，后者輸出數(shù)字量。

　　在霍爾器件背面放置磁體

　　按被檢測(cè)的對(duì)象的性質(zhì)可將它們的應(yīng)用分為：直接應(yīng)用和間接應(yīng)用。前者是直接檢測(cè)出受檢測(cè)對(duì)象本身的磁場(chǎng)或磁特性，后者是檢測(cè)受檢對(duì)象上人為設(shè)置的磁場(chǎng)，用這個(gè)磁場(chǎng)來(lái)作被檢測(cè)的信息的載體，通過(guò)它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及工作狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)間等，轉(zhuǎn)變成電量來(lái)進(jìn)行檢測(cè)和控制。

　　結(jié)構(gòu)

　　結(jié)構(gòu)原理和靜態(tài)特性曲線

　　在Hall加速度傳感器中使用“彈性”固定的彈簧——質(zhì)量系統(tǒng)。Hall加速度傳感器有一個(gè)豎放的帶狀彈簧，一端夾緊，另一端固定著永久磁鐵，以作為震動(dòng)質(zhì)量。在永久磁鐵上面是帶有信號(hào)處理集成電路的Hall傳感器，在下面有一塊銅阻尼板。

　　　　工作原理

　　電路工作

　　如果傳感器感受到橫向加速度，則傳感器的彈簧質(zhì)量系統(tǒng)離開(kāi)它的靜止位置而便宜。便宜程度與加速度大小有關(guān)。運(yùn)動(dòng)的磁鐵在Hal元件中產(chǎn)生Hall電壓，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路處理后輸出信號(hào)電壓，它隨加速度增加而線性增加。加速度范圍約在±1g，傳感器頻率很低，只有幾赫茲，并由點(diǎn)動(dòng)力阻尼作用。