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1、“霍尔开关器件”案例原理与测试说明1 程序设计目标及程序运行效果说明程序设计目标：通过本案例理解如何操作霍尔开关器件，如何获取霍尔开关器件得到的值；还需要通过这个案例，理解霍尔开关器件如何实现开和关。程序运行效果说明：当磁铁向霍尔开关器件靠近时，发光二极管L0灭。当磁铁向霍尔开关器件远离时，发光二极管L0亮。2 程序相关电路及工作原理说明2.1 霍尔开关器件霍尔器件是一种磁传感器,用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。按照霍尔器件的功能可将它们分为: 霍尔线性器件 和 霍尔开关器件 。前者输出模拟量，后者输出数字量。当磁感应强度达到一定的程
2、度时，霍尔开关内部的触发器就会翻转，输出信号也随之翻转。本实验是对霍尔开关器件进行试验，使用一块磁铁控制LED的亮灭来模拟开关。按照霍尔开关的感应方式可将它们分为：单极性霍尔开关、双极性霍尔开关、全极性霍尔开关。单极性霍尔开关的感应方式：磁场的一个磁极靠近它，输出低电位电压（低电平）或关的信号，磁场磁极离开它输出高电位电压（高电平）或开的信号，但要注意的是，单极性霍尔开关它会指定某磁极感应才有效，一般是正面感应磁场S极，反面感应N极。双极性霍尔开关的感应方式：因为磁场有两个磁极N、S（正磁或负磁），所以两个磁极分别控制双极性霍尔开关的开和关（高低电平），它一般具有锁定的作用，也就是说当磁极离开
3、后，霍尔输出信号不发生改变，直到另一个磁极感应。另外，双极性霍尔开关的初始状态是随机输出，有可能是高电平，也有可能是低电平。全极性霍尔开关的感应方式：全极性霍尔开关的感应方式与单极性霍尔开关的感应方式相似，区别在于，单极性霍尔开关会指定磁极，而全极性霍尔开关不会指定磁极，任何磁极靠近输出低电平信号，离开输出高电平信号。2.2霍尔开关器件电路工作原理 图1 霍尔开关器件电路示意图霍尔开关器件A3144原理：3144本身是单极开关型的霍尔传感器，只感应南极磁场，只要有“南极”（S极）磁钢有靠近-远离的动作，即可产生脉冲信号。其本身的输出波形就是方波信号（无磁场或北极磁场为高，南极磁场低）。磁场的一
4、个磁极靠近它，输出低电位电压（低电平）或关的信号，磁场磁极离开它输出高电位电压（高电平）或开的信号。3 测试方法（1） 用STC ISP默认设置，打开工程中的HEX并下载；（2） 当磁铁靠近霍尔传感器，熄灭最右边的发光二极管。（注意，霍尔传感器有磁极要求。如果磁铁一边靠近传感器没有反映，可将磁铁换一边测试）4 用途霍尔开关元件在目前用于很多地方，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。（1）位移测量两块永久磁铁同极性相对放置，将线性型霍尔传感器置于中间，其磁感应强度为零，这个点可作为位移的零点，当霍尔传感器在Z轴上作Z位移时，传感器有一个电压输出，电压大小与位移大小成正比。（2）力测量如果把拉力、压力等参数变成位移，便可测出拉力及压力的大小，按这一原理可制成的力传感器。（3）角速度测量在非磁性材料的圆盘边上粘一块磁钢，霍尔传感器放在靠近圆盘边缘处，圆盘旋转一周，霍尔传感器就输出一个脉冲，从而可测出转数（计数器），若接入频率计，便可测出转速。（4）线速度测量如果把开关型霍尔传感器按预定位置有规律地布置在轨道上，当装在运动车辆上的永磁体经过它时，可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号的分布可以测出车辆的运动速度。自行车的测速就是用了霍尔传感器。