Multisim霍尔式磁传感器设计仿真+电路图(2)
时间:2017-03-18 15:59 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
5.2 下位机程序设计 23 5.3 上位机程序设计 28 6 系统实验及数据分析 32 6.1 实验方法 32 6.2 实验结果分析 37 结 论 38 展 望 39 致 谢 40 参 考 文 献 41 1 绪论 1.1 课题研究的背景及意义 传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段。用来模拟人脑的电子计算机发展极为迅速，可是起五官感觉模拟作用的传感器却发展很慢。如果不进行传感器的开发，现在的电子计算机将不能适应实际需要，成为一种无实际意义的机器。如图 1.1所示，如同为了很好地将体力劳动和脑力劳动进行协调一样，也要求传感器、电子计算机和执行器三者能够相互协调。 图 1.1人体系统与计算机系统的对应关系 这样，传感器就成了现代科学的中枢神经系统。在过去几十年里，传感器飞速发展，在各个领域都发挥了极大的作用。传感器已成为人类探知自然界的信息触角 [ ]。 随着当代科技的迅速发展，磁性产品及磁传感器不断创新，尤其近年来在新型敏感材料的研制及新效应的发现方面出现了许多值得关注的前沿态势，使得磁传感器技术得到了很大的发展。新的形势也对传感器提出了新的要求：小型化，高分辨率，低功耗等已经成了研究人员的共识。 信息产业或过程控制等产业性应用，要求检测的磁场范围一般在 范围，而且要求磁敏传感器结构精巧坚固、体积小、重量轻、功耗低，和外电路接口方便，能在恶劣环境下（例如强震、多尘、高温，甚至有油污或一定腐蚀性气氛，例如盐雾中）工作，并可抗电磁干扰。还有一个严酷的要求，就是价格低即高的性能价格比[ ]。 在这些要求下，以霍尔器件为首的产业化磁敏传感器迅速发展。霍尔器件分为霍尔元件和霍尔电路两个大类，它以霍尔效应为工作基础，可检测 的磁场[ ]。 使用霍尔器件检测磁场的方法极为简单，将霍尔器件做成各种形式的探头，放在被测磁场中，因霍尔器件只对垂直于霍尔片的表面的磁感应强度敏感，因而必须令磁力线和器件表面垂直，通电后即可由输出电压得到被测磁场的磁感应强度。若不垂直，则应求出其垂直分量来计算被测磁场的磁感应强度。因霍尔元件的尺寸极小，方便测量狭小位置的磁场分布，可以进行多点检测，由计算机进行数据处理，可以得到场的分布状态，并可对狭缝、小孔中的磁场进行检测[ ]。应用霍尔效应制作的传感器对均匀、恒定磁场测量的准确度一般在5%—0.5%，高精度的测量准确度可以达到0.05%，具有广阔的应用前景。 1.2 国内外霍尔传感器的研究现状及应用 1.3 本课题的研究内容 本文研究内容主要包括下面几方面： 第一章：简要地介绍了磁传感器的发展状况；重点阐述了国内霍尔传感器技术的发展与应用状况，比较并论述了本课题的研究意义和应用前景。 第二章：介绍了霍尔效应效应基本理论和主要影响因素，从材料入手，重点分析了霍尔元件的组成和基本特性。 第三章：主要介绍了霍尔式磁传感器系统的工作流程并给出系统结构框图；确定了霍尔元件的类型，根据实验结果验证了霍尔元件的线性输出特性。在此基础上完成了传感器系统的总体方案设计。 第四章：介绍了本文传感器系统的硬件电路设计原则；根据制定的方案完成了对各部分电路芯片的选择和元件参数的设定，在此基础上给出了模拟硬件电路和数字硬件电路设计的详细说明。 (责任编辑：qin) |