霍爾式曲軸位置傳感器基本結構與工作原理

霍爾式曲軸位置傳感器也都是根據霍爾效應制成的傳感器。 霍爾效應于1879年被美國約翰?霍普金斯大學物理學家霍爾博士首先發現。當電流垂直于外磁場通過導體時，在導體的垂直于磁場和電流方向的兩個端面之間會出現電勢差，這一現象便是霍爾效應。利用霍爾效應制成的元件稱為霍爾元件，利用霍爾元件制成的傳感器都稱為霍爾式傳感器。20世紀80年代以來，汽車上應用的霍爾式傳感器與日劇增，主要原因在于霍爾式傳感器有兩個突出優點：一是輸出電壓信號近似于方波信號；二是輸出電壓高低與被測物體的轉速無關。霍爾式傳感器與磁感應式傳感器不同的是需要外加電源。 本人主要探討的是霍爾式曲軸位置傳感器。

基本結構

霍爾式曲軸位置傳感器主要由觸發葉輪、霍爾集成電路、導磁鋼片與永久磁鐵等組成。觸發葉輪安裝在轉子軸上，葉輪上制有葉片。當觸發葉輪隨轉子軸一同轉動時，葉片便在霍爾集成電路與永久磁鐵之間轉動。霍爾集成電路由霍爾元件、放大電路、穩壓電路、溫度補償電路、信號變換電路和輸出電路等組成。

工作原理

當傳感器軸轉動時，觸發葉輪的葉片便從霍爾集成電路與永久磁鐵之間的氣隙中轉過：當葉片離開氣隙時，永久磁鐵的磁通便經霍爾集成電路和導磁鋼片構成回路，此時霍爾元件產生電壓UH，霍爾集成電路輸出級的晶體管導通，曲軸位置傳感器輸出的信號電壓U0為低電平。當葉片進入氣隙時，霍爾集成電路中的磁場被葉片旁路，霍爾電壓UH為零，集成電路輸出級的晶體管截止，傳感器輸出的信號電壓U0為高電平。