Рисунок 49. Структурная схема двоичного датчика с элементом Холла
В структурную схему входят элемент Холла, дифференциальный усилитель, компаратор с гистерезисом и выходной каскад в виде транзистора с открытым коллектором. Некоторые декоративные краски.
Конструктивно такие датчики выпускаются в виде микросхемы с тремя выводами в пластмассовом корпусе стандартного маломощного транзистора.
В зависимости от реакции на воздействие внешнего магнитного поля датчики разделяют на униполярные и биполярные.
Униполярные датчики - это датчики, в которых уровень выходного напряжения зависит от индукции одного знака и направления.
Биполярные датчики - это датчики, в которых уровень выходного напряжения зависит от величины и направления индукции.
а) б)
Рисунок 50. а) Вольт-веберная характеристика униполярного датчика
б) Вольт-веберная характеристика биполярного датчика
Рабочие характеристики бесконтактных датчиков на основе элементов Холла
Характеристики |
Uпит, В |
Uном, В |
Iпотр, мА |
Всраб, мТл |
Вотп, мТл |
tвкл/tоткл, мкс |
t, ºС | |
Тип дат чика |
К1116КП3 |
5÷16 |
с ОК 15÷16 |
13 |
не более 55 |
не менее 10 |
0,2/0,5 |
-45÷+125 |
К1116КП4 |
5÷12 |
Встроенный нагрузочный резистор |
7,5 |
+ 30 |
- 30 |
1/1 |
-10÷+70 |
Выход таких датчиков легко согласуется с ТТЛ логикой и логикой КМОП.
Многие типы таких датчиков выпускаются в виде законченной конструкции для использования в датчиках частоты вращения, угла поворота, положения и т.д. Такая конструкция имеет вид П-образной системы: с одной стороны размещен датчик Холла, а с другой постоянный магнит. Это щелевые датчики.
П-образная магнитная система представлена на рисунке:
Рисунок 51. Датчик Холла в качестве щелевого датчика
Если зазор большой, то индукция рассеивания маленькая. Поэтому датчик Холла не сработает. Но если в зазор поместить магнитопровод, то зазор уменьшится, соответственно, значение индукции увеличится и датчик Холла сработает.
Датчики аналоговых сигналов
Выходной сигнал аналоговых датчиков перед вводом в контроллер требует преобразования из аналогового вида в цифровой. Эту задачу выполняют специальные блоки - АЦП. На вход подается непрерывная функция Uвыхmax = Uвхmax = 5 В, на выходе двоичный код.
Существует множество АЦП, которые различаются:
1) По способу исполнения АЦП бывают автономными - в виде отдельной микросхемы и встроенными в микроконтроллер.
В автономных кроме выходных сигналов АЦП к контроллеру подключается несколько линий управления режимом работы АЦП. Для работы такого АЦП нужна специальная программа.
Самое читаемое:
Контроллер опорно-поворотного устройства антенны
Микроконтроллеры уверенно и, по-видимому, навсегда
завоевали место в нашей жизни. Найти хоть одно электронное изделие, не имеющее
микроконтроллеров, практически невозможно. Разнообразные элементы схем в
видеомагнитофонах, DVD -
плеерах, телевизорах и микроволновых печах, автоматических дверях, системах
управления лифтами, промышлен ...