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1、1男巧年第5期(Nb.5.1臾巧)切malTr传感器技术(Joofra在范比笼T沈hI犯fogy)霍尔式铁金属检测装置鲍鸿王春枝(广东工业大学)(湖北工学院)摘要具体地分析了由线性集成霍尔元件为测量传感器的铁金属检测装置的构,.成方法和工作原理提出克服零点漂移的自动修正方法同时阐述用MCS一51单片机构成智能检测系统的原理,并给出系统的程序流程图.关扭词金属检测霍尔式传感器智能仪表单片机StadyontheFerrousMetalSurveyUsingtheHallSensorBaoHongWangCh
2、unzhi(G皿ngd皿gU城粉玲ityofTechlulogy)似u加1titoteofT如0109刃Insecl-A加traetT七edesignfeasureandthebasieprineiPleofthefe那surrometalaan,eanveyrenalysedi少tailihuseslineitegratedHalehiPasthesurveywhseor.ansAndthodoftheauto一correCtionofthezero一volta罗15PutforwardmeTheau
3、to一eorection15donebyaMCS一51single一chiP而crocomPuterichiswhthecoreofthisintelligentinstru力。entandtheblock一diagramsofthesystemaregivenout.KeyWordsMetalsuyHallsensorIntelligentinstruntSingle一chiPrveme而eomPutercro门0引言Za旧MCS一51单片机做为检测装置的运算和目前,金属检测方法有很多种,如,X射控制
4、部件对检测结果进行分析并按给定的标.线、电涡流等方法.它们大多结构复杂、价格昂准显示铁金属物体的大小级别采用软件方法贵,多用于测量精度要求较高的场合.对于一对零点漂移误差进行自动修正.解决了霍尔元般工业环境,我们寻求一种简单、价廉的检测方件零点漂移大的问题,有效地提高了装置的稳。法.随着大规模集成电路的发展,出现了集成型定性和准确性,的线性霍尔元件它们不仅保留了霍尔元件原1粗尔式传感器.有的优点,增加了抗温漂措施,同时使用户使用11线性霍尔集成元件方便.采用霍尔传感器进行铁金属检测是一种UGN350.1
5、是美国Sprague公司生产的集.、低成本、高精度的测量方法.成型线性霍尔元件它将硅霍尔元件高增益线本文利用线性集成霍尔元件做为测量传感性差动放大器、差动射极跟随输出与恒流源集,,器对铁金属进行定性和定量测量其检测的最成为一体为用户提供了一个由外电压源驱,、.,小物体可小至3nnn钢珠测量距离范围为动使用方便的磁敏元件同时内部的补偿电传感器技术196年路和设置的外调整输入端使其温度误差和零位于霍尔元件背后,为霍尔元件提供一偏磁磁.,。误差得到较大的改善场N极面对霍尔元件的感磁面霍尔元件距刃,ln图1所示
6、为UGN3501线性集成霍尔元件内磁极3m当没有铁金属通过时磁路呈开放。,、、部框图和外部电路典型连接图其中567端型,此时霍尔元件感受到一微弱磁场。当有铁金属为输出失调调,。,,,零输人端W的典型值为20Q为通过霍尔元件上方时铁金属受磁场磁化感应出提高线性测量范围及大范围调零,可在,5和6上N下S的磁性使通过霍尔元件表面的磁通量。端各接人,。10几电阻整个调零电阻也可用一增加磁场强度增加增加的大小与铁金属物质与个。,ZOOQ的精密可变电阻代替磁极相对表面的面积有关且与铁金属物质距根据霍尔原理和霍尔元件
7、的输出电压U与磁极的距离有关。当限定该距离后,磁场的变化就取决于铁金属物质的大小。最终,导致霍尔元件输出电压的变化。l测量点⋯酉徘仁霍尔’犷_元件{军打司燮黔川图2霍尔式{‘---一一一一4GND传感器结构示意图_____________________________________‘七表1为不同铁金属试样置于霍尔元件上方图1霍尔元件内部框图测量点所测得的磁场强度值。。:一‘其通过的电流I和感受的磁场强度B成正比表l试样磁场强度值表(单位10T)对于集成霍尔元件,当外加电压源电压一定试样空1号2号3号
8、4号5号时,通过的电流,I为一恒值此时输出U只与场强275夕X】4704303和320加在霍尔元件上的磁场B大小成正比,即:UGN3501的输出、。U=KB电压为差动形式通过,O,因此任何引起磁场强度变化的物理量都将引调整W可在0.025一0.09T范围内得到差动。+_。起霍尔输出电压的变化输出电压V一V在0一O.gV范围为了获得1.2霍尔式传感器较大的输出增益,用线性放大器OPO7组成两级差动放大电路,如图。图2为用于检测铁金属的霍尔式传
