霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器在交通運(yùn)輸應(yīng)用中大展身手

　　作者：霍尼韋爾傳感與控制部Chris Gottlieb

　　霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器用于測量、監(jiān)測和數(shù)據(jù)反饋，是眾多交通運(yùn)輸和工業(yè)應(yīng)用不可分割的組成部分。

　　在大部分私人交通工具或重工業(yè)機(jī)動(dòng)車輛中，都有各式各樣的零配件、開關(guān)和傳感器，其中一種頗為值得關(guān)注的零配件——霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器，該傳感器可能應(yīng)用于轎車、卡車、公交車和船舶等應(yīng)用中。

　　霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器，旨在通過磁場而不是機(jī)械電刷或機(jī)械齒輪來測量運(yùn)動(dòng)元件的角位置。該類型傳感器使用一個(gè)帶磁偏置的霍爾效應(yīng)集成電路 （IC），在執(zhí)行一系列操作的同時(shí)，感應(yīng)執(zhí)行器軸的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。執(zhí)行器軸的旋轉(zhuǎn)，會(huì)改變集成電路相對于磁鐵的位置，從而使磁通密度發(fā)生變化，將集成電路的輸出轉(zhuǎn)換為90°行程內(nèi)的線性輸出，為駕駛員或車輛子系統(tǒng)提供反饋。

　　固態(tài)霍爾效應(yīng)技術(shù)提供非接觸式操作。傳感器內(nèi)部采用的是磁場，而不是電位計(jì)所用的弧刷。電位計(jì)的弧刷會(huì)導(dǎo)致摩擦，降低產(chǎn)品壽命。利用旋轉(zhuǎn)位置傳感器的非接觸式磁場霍爾效應(yīng)技術(shù)，既有助減少機(jī)械損耗，又可減小執(zhí)行扭矩，從而延長產(chǎn)品的服務(wù)年限。

　　霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器具有高性價(jià)比，廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸和工業(yè)應(yīng)用的嚴(yán)苛環(huán)境中。

　　潛在的交通運(yùn)輸應(yīng)用

　　腳踏板位置感應(yīng)

　　在重載設(shè)備和其他車輛中，霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器能夠取代腳踏板與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的機(jī)械電纜連接。機(jī)械電纜會(huì)抻拉或腐蝕，需要定期維護(hù)和重新校準(zhǔn)。取代機(jī)械電纜，能改善發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng)和車輛排放，提高可靠性并減少超重。這種電子油門系統(tǒng)比電纜連接系統(tǒng)更安全，更經(jīng)濟(jì)。

霍尼韋爾RTY系列旋轉(zhuǎn)位置傳感器可用于腳踏板位置感應(yīng)

　　舉例來說，旋轉(zhuǎn)位置傳感器可以安裝在毗鄰腳踏板的地方，測量腳踏板被踩下的距離。駕駛員踩的越有力，腳踏板被壓越低，便會(huì)有更多燃料和空氣流向發(fā)動(dòng)機(jī)，車輛也就開得越快。當(dāng)駕駛員的腳松開踏板，霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器能夠感應(yīng)踏板位置的變化，向發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)送信號，減少通過節(jié)氣門的燃料和空氣。車輛便會(huì)響應(yīng)此信號而減速。

　　公交車和卡車懸架/自動(dòng)門踏板感應(yīng)

　　霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器也可用在公交車和重卡離地高度系統(tǒng)中，感應(yīng)懸架系統(tǒng)的行程。公交車?yán)米詣?dòng)踏板可降低其離地高度，方便乘客上下車。在此應(yīng)用的兩端都可使用霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器：一個(gè)傳感器監(jiān)控控制桿的位置，第二個(gè)傳感器部署在懸架臂或連桿上來監(jiān)控離地高度。

　　精確的位置感應(yīng)可確認(rèn)車輛是否處于適合應(yīng)用系統(tǒng)要求的正確高度，從而改進(jìn)車輛上下通行的便利性。大型拖車也可利用霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器來監(jiān)測拖車高度，提高倉庫?？繉拥男?。

　　七個(gè)重要問題：設(shè)計(jì)工程師在選擇霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器時(shí)，須考慮哪些規(guī)格參數(shù)？

　　1. 耐用性。工程師應(yīng)考慮設(shè)備將在何種類型的環(huán)境中工作。對于極具挑戰(zhàn)性的環(huán)境，應(yīng)規(guī)定外殼防護(hù)等級達(dá)到IP67，達(dá)到更高的產(chǎn)品耐用性。這對于通常運(yùn)行在嚴(yán)酷氣候和環(huán)境下的車輛及設(shè)備來說，尤為重要。

霍尼韋爾RTY系列霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器，其軸承設(shè)計(jì)和相關(guān)IC電路的優(yōu)良品質(zhì)，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)壽命達(dá)到1500萬次旋轉(zhuǎn)

　　2.使用壽命。產(chǎn)品數(shù)據(jù)表上會(huì)清晰標(biāo)注該設(shè)備的官方使用壽命。旋轉(zhuǎn)次數(shù)最好是由傳感器生產(chǎn)廠家執(zhí)行測試，這樣您的工程技術(shù)人員便可節(jié)省時(shí)間。

　　3. 指定集成連接器。傳感器采用一體化的連接器具有兩個(gè)重要優(yōu)勢，一是尺寸更小，二是使用壽命更長。集成有連接組件的傳感器，比依賴尾纖連接的傳感器總體包裝尺寸更為小巧，這使開發(fā)人員能夠設(shè)計(jì)和構(gòu)建尺寸更小的整體系統(tǒng)。使用集成連接器，可擯棄眾所周知易于損壞的尾纖，能顯著提高耐用性，因?yàn)槲怖w中的導(dǎo)線會(huì)受應(yīng)力損傷、磨損和被嚙齒類動(dòng)物咬壞或弄折。

　　4. EMI/EMC抗擾性。不同頻率的無線電波會(huì)對電子設(shè)備造成干擾。汽車等級的EMI/EMC保護(hù)，能夠?qū)弓h(huán)境中的無線射頻，提供有保證的傳感器性能。

　　5. 標(biāo)準(zhǔn)化的I/O。通過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的AMP終端、32 mm安裝間距和通用型引腳布局類型，能幫助您省時(shí)、省力、省資金。標(biāo)準(zhǔn)I/O能大幅簡化插入式更換方式，因?yàn)槠浒惭b點(diǎn)、高度和腳位都與現(xiàn)有設(shè)備基本一致。

　　6. 傳感器靈活性。選擇傳感器之前，應(yīng)先判斷一下，您是只使用一種電源，還是需要使用多種輸入電壓。使用具有多種工作電壓或工作電壓范圍的位置傳感器，會(huì)給您帶來便利。多種工作電壓范圍，可以讓設(shè)計(jì)工程師靈活地設(shè)計(jì)符合許多常見應(yīng)用中不同行程需要的解決方案。

　　7. 傳感器供應(yīng)商是否可靠。有一點(diǎn)很重要，您必須考慮供應(yīng)商是否能夠提供產(chǎn)品所需要的設(shè)計(jì)、測試、產(chǎn)品品質(zhì)和定制技術(shù)。另外，如果供應(yīng)商熟知和了解國際標(biāo)準(zhǔn)，以及生產(chǎn)/發(fā)貨流程與政策，則更是錦上添花。

　　霍爾效應(yīng)位置傳感器設(shè)計(jì)用于測量、監(jiān)控和提供反饋，是眾多交通運(yùn)輸和工業(yè)應(yīng)用中不可分割的組成部分。根據(jù)您的設(shè)計(jì)應(yīng)用，選擇合適的傳感器和供應(yīng)商，是項(xiàng)目取得成功的基礎(chǔ)。

　　除交通運(yùn)輸應(yīng)用外，霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器還可廣泛應(yīng)用于工業(yè)應(yīng)用中。

　　灌溉樞紐控制

　　霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的一個(gè)廣受歡迎的用途是大型農(nóng)場使用的噴灌系統(tǒng)。傳感器能夠監(jiān)測噴頭灌溉時(shí)的角度范圍。灌溉系統(tǒng)是否把水噴灑到了您希望澆灌的土地，或者系統(tǒng)能達(dá)到360度噴灌。這些技術(shù)知識能幫助農(nóng)業(yè)工作者減少水耗，提高農(nóng)地產(chǎn)出。

　　閥門位置感應(yīng)

　　一種常用的工業(yè)應(yīng)用是工藝閥的控制。油田、核電站、食品加工廠和飲料生產(chǎn)廠商都需要監(jiān)控閥門位置。霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器用于監(jiān)控大型和小型閥門的位置，有助確保閥門關(guān)閉，或監(jiān)控閥門是怎樣打開的。

　　HVAC擋板控制

　　供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)可使用旋轉(zhuǎn)位置傳感器來控制擋板。在寒冷的日子里，打開的擋板會(huì)使冷空氣進(jìn)入室內(nèi)， HVAC系統(tǒng)開始供暖。對于開著窗戶的房間，打開的擋板也會(huì)使戶外空氣進(jìn)入，降低系統(tǒng)效能，增加供暖和制冷的成本。高效利用霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器和溫度傳感器，能夠幫助物業(yè)經(jīng)理更好地管理HVAC系統(tǒng)，減少運(yùn)營費(fèi)用。