Question

【霍尔传感器测速】 从磁铁到ABS

Answer 1

    霍尔传感器是广泛应用于日常生活中的一种磁场传感器，它能够检测一切与磁相关的物理量。从大体上来看，只要通过一个设置好的磁场作为信息载体，霍尔传感器就能够反应出被测对象的压力、位移、速度、角度、角速度、转速及转数等信息，并把这些非电磁量信息转换为电量来进行检测和控制。由于霍尔传感器具有体积小、重量轻、结构牢固、消耗低、寿命长、抗震动、耐污染、测量范围广、精度高、速度快等优点，使得其能够广泛使用于各个领域，而测速则是霍尔传感器使用最普遍的一项用途。

    那么， 霍尔传感器是怎样实现对速度的测量的呢？要回答这个问题，我们首先要了解霍尔效应的原理。简单的说，在金属或半导体薄片的两端通过一个控制电流，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度固定的一个磁场，那么，在垂直于电流和磁场方向向上将产生电动势场，即霍尔电压。不难看出，只要我们在一个固定了电流和磁场方向的条件下控制了电流大小或磁场强度，就能根据相应产生的霍尔电压测出另一个量。

    而霍尔传感器测速正是基于霍尔效应这一原理之上。在被测转速的转轴上安装一个圆形转盘，将一个小磁铁固定在圆形转盘上，圆形转盘与电机轴相连，同步转动，小磁铁每次通过霍尔传感器时，霍尔传感器都能产生一个相应的脉冲，计算出两个连续脉冲的间隔时间就可以计算出被测转速了。

    霍尔传感器测速装置最主要的应用在于机车控制系统，机车中的测速装置要求分辨能力强、精度高和检测时间短，用半导体制成的霍尔原件由于结构简单、体积小等优点，很适合于机车测速装置的严格要求。而基于霍尔元件设计的霍尔传感器成本低，构造简单，性能好，本身且具有较强的抗干扰能力，非常能够适应机车电气中较为恶劣的电磁环境。

    霍尔传感器测速在机车中很重要的一个应用就是在汽车防抱死系统（ABS)中的应用。若汽车在刹车时车轮被抱死，驾驶员便很难通过方向盘控制车轮转向，非常容易产生危险。而用霍尔测速传感器来检测车轮的转动状态有助于控制刹车力的大小，降低安全隐患。