霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器及其在交通運(yùn)輸業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用

霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器使用磁場代替機(jī)械電刷或表盤，專用于測量運(yùn)動(dòng)部件的角位置。這種產(chǎn)品采用具有磁性偏置的霍爾效應(yīng)集成電路 (IC) 來檢測工作范圍內(nèi)的執(zhí)行器轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。原理是執(zhí)行器轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)使得磁鐵相對(duì)IC的位置發(fā)生改變，并導(dǎo)致磁通密度改變，這種改變最終被轉(zhuǎn)換為線性輸出。

本系列傳感器采用了固態(tài)霍爾效應(yīng)技術(shù)，可進(jìn)行非接觸式運(yùn)轉(zhuǎn)。傳感器的內(nèi)部應(yīng)用磁場代替了電位器中的機(jī)械電刷或接觸刷，而后者在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的摩擦往往會(huì)降低設(shè)備使用壽命。因此，本產(chǎn)品系列采用的非接觸式磁性霍爾效應(yīng)技術(shù)大幅降低了機(jī)械磨損和執(zhí)行器扭矩，從而延長了設(shè)備的使用壽命。

霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器適用于多種交通運(yùn)輸業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域的嚴(yán)苛應(yīng)用，并極具成本效益。

交通運(yùn)輸業(yè)應(yīng)用

踏板位置傳檢測

在一些重型或其他種類的車輛中，霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器可用來代替油門拉索。比如，霍尼韋爾RTY系列霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器可安裝在踏板一側(cè)，用來測量踏板被下壓的幅度。隨著駕駛者踩踏板的力增大，踏板下壓的幅度也相應(yīng)增大，向發(fā)動(dòng)機(jī)輸送的空氣和燃料也就更多，車輛就會(huì)提速。當(dāng)駕駛者松開踏板時(shí)，霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器會(huì)感應(yīng)到踏板位置的變化，并向發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)送信號(hào)來減少流過節(jié)流板的空氣和汽油，車輛就會(huì)減速。

拉索會(huì)產(chǎn)生過度拉伸或銹蝕等問題，潛在地增加了維護(hù)和再校準(zhǔn)負(fù)擔(dān)。使用傳感器代替拉索將優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng)，從而減少了車輛排放、提高了可靠性、并防止車輛過重?？偟膩碚f，電子線控系統(tǒng)相比舊式的線纜連接系統(tǒng)更加安全也更加經(jīng)濟(jì)。

見圖1

客車和卡車的懸架位移/跪傾位置檢測

霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器可用于客車或重型車輛的高度系統(tǒng)來感應(yīng)懸架系統(tǒng)的位置變化?？蛙嚨墓騼A系統(tǒng)可使其上部結(jié)構(gòu)位置降低，方便乘客上車?；魻栃?yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器可同時(shí)用在系統(tǒng)的操作端和執(zhí)行端上：一個(gè)位置傳感器用來檢測操縱桿的位置，第二個(gè)傳感器部署在懸吊臂或懸吊臂連接裝置上來檢測車輛高度。

精確的位置傳感能保證車輛處于符合應(yīng)用系統(tǒng)所要求的高度上，從而方便了上下車輛。大型載重拖車也同樣可以使用霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器來檢測拖車車廂的高度，以優(yōu)化入庫流程。

見圖2

快艇傾斜/吃水差位置檢測

霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器可用于檢測快艇的傾斜/吃水差狀況。本系列傳感器能精確地報(bào)告推進(jìn)器的角位置，幫助駕駛者避開危險(xiǎn)并提升船體性能。

見圖3

工業(yè)應(yīng)用

灌溉中樞控制

規(guī)模農(nóng)業(yè)使用的灌溉噴灑系統(tǒng)是霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器另一項(xiàng)新奇的應(yīng)用。本系列傳感器能檢測灑水裝置在進(jìn)行灌溉作業(yè)時(shí)的角度范圍，從而確認(rèn)裝置正在定向噴灑還是360度噴灑。這能幫助農(nóng)場主們減少水量消耗，提高作物產(chǎn)量。

見圖4

閥門位置檢測

本系列傳感器可廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)加工過程中的閥門控制。油田、核電站、食品加工廠和飲料生產(chǎn)廠家都需要對(duì)閥門位置進(jìn)行檢測，霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器可用在各種大型和小型閥門上進(jìn)行位置檢測，幫助工作人員確認(rèn)閥門開關(guān)狀態(tài)以及打開幅度的大小。

見圖5

暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC) 擋板控制

供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)可使用旋轉(zhuǎn)位置傳感器來幫助控制擋板。處于打開狀態(tài)的擋板既有可能把室外的冷空氣送入室內(nèi)，也有可能在室內(nèi)開窗的情況下向室內(nèi)輸送暖氣/冷氣，這兩種情況都會(huì)降低系統(tǒng)效能，并增加取暖/制冷的成本。旋轉(zhuǎn)位置傳感器和溫度傳感器搭配使用，能幫助樓宇管理者更好地控制HVAC系統(tǒng)，有效減少運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。

見圖6

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)應(yīng)考慮那些優(yōu)勢？

·可靠性和長使用壽命：傳感器集成電路包括調(diào)節(jié)電路、保護(hù)電路和永磁體，須采用符合防護(hù)等級(jí)IP67的堅(jiān)固封裝。這對(duì)在嚴(yán)苛環(huán)境中使用的設(shè)備來說是不可或缺的。

·經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)的長使用壽命：霍尼韋爾的RTY系列霍爾效應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置傳感器的設(shè)計(jì)壽命是一千五百萬次循環(huán)，這得益于它良好的軸承設(shè)計(jì)和相關(guān)的IC組件?；裟犴f爾已經(jīng)通過測試證明了該產(chǎn)品一千五百萬次的使用壽命，免去了客戶自己進(jìn)行測試的麻煩。

·集成連接器：集成連接器的重要性體現(xiàn)在兩個(gè)方面：1)更小的尺寸：集成連接傳感器比依賴引線連接的傳感器的整體封裝尺寸要小，因此開發(fā)人員可設(shè)計(jì)出尺寸更小的整體系統(tǒng)封裝樣式；2)更長的壽命：引線會(huì)出現(xiàn)過度拉伸、磨損、被咬壞或卷曲等狀況。而集成連接器傳感器無需使用引線，因此更耐用。

·抗電磁干擾/電磁兼容：不同頻率的無線電波可能干擾電子器件。霍尼韋爾產(chǎn)品采用汽車級(jí)EMI/EMC防護(hù)，可以有效避免傳感器在使用過程中受到電磁干擾。

·集成反極性保護(hù)：霍尼韋爾的RTY系列集成反極性保護(hù)，防止安裝錯(cuò)誤（例如可能引起短路的正負(fù)極反接）造成損壞。

·標(biāo)準(zhǔn)化的輸入輸出 (IO)：工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)AMP連接器、32毫米安裝間距、通用引腳樣式、緊湊封裝簡化了插入替換過程，因?yàn)榘惭b間距、輪廓和引腳樣式都與現(xiàn)有設(shè)備兼容。

·多種工作范圍：多種測量工作范圍為設(shè)計(jì)工程師提供了通常應(yīng)用中所需的量程分辨率，并可承受一定的超量程測量作業(yè)。

·靈活性：具有低電壓和高電壓型號(hào)，涵蓋了4.5 Vdc到30 Vdc的輸入電壓范圍，實(shí)際應(yīng)用較為靈活。