霍尔转速传感器在皮带机综保中的应用

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1、万方数据第5卷第3期2006年7月北京工业职业技术学院学报JOImNAI，0FBEUINGV0cATl0NAL&删ICALIN趼ITUlE0F砌舳Y№．3V01．5Jul．2006霍尔转速传感器在皮带机综保中的应用刘金华(北京工业职业技术学院，北京100042)摘要：皮带运输机是矿山运输的重要设备，低速保护是其重要的保护指标之一。利用霍尔效应制作的霍尔开关元件无触点、无磨损、故障率低。与传统的测速机构相比，霍尔转速传感器制造简单，成本低，精度高、线性度好，经济性能好。关键词：霍尔效应；转速传感器；皮带机中图分类号：TP21文献标识码：

2、B文章编号：1671—6558(2006)03—08—03ApplicationofH0er’sRev-sensortoBelt-cOnVeyerIntegratedProtectionLiuJinhua(BeijingVocatiOnal&TechnicalInstituteofIndustry，Beijing100042，Chim)Abstract：王klt—00n、陀yeristheimportantequipmentinminetransportation，andthelower—speedprotectionisoneofi

3、tSsignificantmeasures．TheswitchutilizingH0er’sdominoeffecthasnocroSsing—d。t，noabrasionandlowermalfunction．(bmparedwiththetmditionalspeed．measurefacilities，Hoer’srev—SensOrhastheadvamtageofeasi—nesSinmaking，lower—cost，highprecision，andexcellenceinlinearityandeconomy．Keyw

4、oraIs：Hoer’sdominoeffect；rev-senSOr；strap—machine0引言皮带运输机是矿山运输的重要设备，为了保障设备正常运行和人员安全，从上世纪九十年代起开始研发皮带机综合保护装置并投入使用。主要保护指标有：温度保护、烟雾保护、低速保护、撕带保护、皮带跑偏保护等。其中低速保护系统的测速机构可采用机械测速、摩擦轮测速和光电测速。随着传感器技术的快速发展，霍尔传感器在测速机构中的应用具有经济、可靠、稳定等特点。1霍尔传感器原理1．1半导体材料的霍尔效应通电半导体放在均匀磁场中，在垂直于电场和收稿日期：200

5、6—05—16作者简介：刘金华(1956一)，男，首都师范大学计算机专业毕业，工程师。磁场的方向产生横向电场，此现象叫霍尔效应，产生的电场称为霍尔电场，如图1所示。图1霍尔效应原理示意图在长(1)宽(b)厚(d)N型半导体薄片上，沿长度与宽度方向的四个端面上分别制作电极。在长度方万方数据第3期刘金华：霍尔转速传感器在皮带机综保中的应用9向(x方向上)通以控制电流Ir，在厚度方向(z方向)施加磁感应强度为B的磁场，在宽度方向(y方向)产生电位差，即产生横向电场，称为霍尔电场EH。相应的电势为霍尔电势UH：，％=希=RH=芋=wCB霍尔电

6、压UH与通入的电流Ic和磁感应强度B成正比。式中，KH为霍尔元件的灵敏度，表示霍尔元件在单位磁感应强度和单位控制电流下得到的开路霍尔电压。对于某一型号的霍尔元件，KH是常数。在图1．1中，电流Ir和磁感应强度为输入，电压UH为输出。改变Ic和B的大小和方向，也就改变了UH的大小和方向。1．2开关型霍尔传感器把霍尔元件、温度补偿电路、放大器及电源等做在一个芯片上，封装起来就构成了集成霍尔传感器，也称为霍尔集成电路。集成霍尔传感器分为线性型和开关型两种。皮带机综合保护装置中的低速保护测速机构采用的是开关型集成霍尔传感器。开关型集成霍尔传感

7、器是将霍尔元件与稳压电源、信号放大器、施密特触发器及晶体管输出的电路集成于一块硅芯片上。输出晶体管是集电极开路的，施密特电路起整形作用。常用的开关型集成霍尔传感器uGN一3000系列的电路原理图及工作特性见图2。三芋至堡量要塞曼要竺量塞堡护装置中应用式中：竺转速(r偷n)；2·1黧孽氅型苎矍孽曼罴世士。。。％滤簿^h泌而“㈠≈端茹≤交值；．篓娄圣登矍篓烹篓爹，曼耋蛩竺萝雾冀望零要≥曩羞磊菇在蓄至茹豫久磁铁数；上，霍尔转速传感器装在永久磁铁旁并对准永久磁：一褊高-⋯小一⋯”M’至玺錾桑薹餐量在皮带矶支架图3为霍尔转速传感器工作原理万方数

8、据10北京工业职业技术学院学报第5卷霍尔转速传感器对皮带机运行速度在线监控，并与综合保护设定的皮带机转速正常值进行比较，当皮带机超载荷致使皮带速度降低到正常值的70％时，综合保护装置动作，使皮带机停止运行并发出声、光报警