霍尔传感器在机械设备中的应用探析

1.常见的霍尔传感器UGN3040及其应用

UGN3040是一种常见的霍尔传感器，其外观和原理如图3-12所示，其供电范围V_CC可以在4.5~24V内选择。

（1）霍尔接近开关 霍尔接近开关电路如图3-13所示。它是一个无接触磁控开关。当磁铁靠近时，开关接通；当磁铁离开后，开关断开。

（2）霍尔式转速传感器 图3-14是几种不同结构的霍尔式转速传感器。转盘的输入轴与被测转轴相连，当被测转轴转动时，转盘随之转动，固定在转盘附近的霍尔传感器便可在每一个小磁铁通过时产生一个相应的脉冲，检测出单位时间的脉冲数，便可知道被测转速。根据磁性转盘上小磁铁的数目就可确定传感器测量转速的分辨率。

图3-12 UGN3040外观和原理

a）外观 b）原理

图3-13 霍尔接近开关电路

图3-14 霍尔式转速传感器

图3-15所示为电动机转速检测电路，其中霍尔传感器采用UGN3040，输出端接入一个小功率PNP型晶体管VT。VT输出端B的信号极性与UGN3040输出端A的反相，因此，该电路可以获得相位相反的两种信号A与B。将A、B信号接入到转速表即可获得电动机的实际转速值。(www.xing528.com)

图3-15 电动机转速检测电路

2.其他霍尔传感器的应用电路

（1）钢球计数 霍尔开关传感器SL3501具有较高灵敏度的集成霍尔元件，能感受到很小的磁场变化，因而可对金属零件进行计数检测。

图3-16是对钢球进行计数的工作示意图和电路。当钢球通过霍尔开关传感器时，传感器可输出峰值20mV的负脉冲电压，该电压经运算放大器（μA741）放大后，驱动晶体管VT（2N5812）工作，VT输出端便可接计数器进行计数，并由显示器显示检测数值。

图3-16 霍尔计数装置工作示意图及电路

（2）电动机停转报警器 电动机停转报警电路如图3-17所示，该电路主要由霍尔检测、报警电路两大部分组成。

图3-17 电动机停转报警电路

当电动机转动时，安装在电动机转轴上的磁铁以一定的频率经过霍尔传感器，霍尔传感器不断地输出脉冲信号，该信号经C₁耦合，二极管VD₁、VD₂整流，在C₂上形成直流高电平，晶体管VT₁截止；音乐IC无触发信号，无声音输出。当电动机停止转动时，霍尔传感器无脉冲信号输出。C₂为低电平，VT₁导通，音乐IC触发，扬声器HA发出声音。VD₃~VD₅起降压作用（因为音乐IC的电源电压一般为3V）。