2 磁性传感器基本原理

2.1 磁性传感器

所谓磁性传感器，就是把敏感元件的磁信号转换为电信号的装置。人类就处在一个大磁9磁性传感器就是以这种方式来测量相关物理量的器件，通过对磁参数的测量，就可以得到很多重要的信息，比如说方向，位置，人们手机里大多都有这种功能-优尔`文~论^文.网www.youerw.com。

磁性传感器的分类方式有很多，比较主流的分类有三种：指示方向的设备比如说罗盘，探测是否有磁场的设备和搜寻具体位置的设备。指南针，中国的四大发明之一，其原理很简单，地球本身就是一个大磁场，而这个磁场的磁极恰好是地球的南北两极，通过对表面磁场的测量，就可以知道方向。磁场感应器中最常用的就是电流感应器，常用于人们的各种家用电器中，比如说电视机，冰箱等等。位置传感器基于的原理是：如果两个磁体之间发生了位置的变化，他们之间的磁参数就会发生变化，通过测量这种变化就可以知道位置的相对变化。

与此同时，磁性传感器还具有很多其他传感器不具备的优点：极高的灵敏度，适用温度范围广，不易受干扰，逐步走向小型化，集成化，智能化，其高频特性越来越好，最后是功耗很低。

2.1.1  磁电式传感器（导体式）

       电生磁，磁生电，这是最基本的物理定律--法拉第电磁感应定律，磁电式传感器就是基于电磁感应传感器的一种导体式磁性传感器。主要转换方式是将输入运动速度转换为感应电动势输出。他不像其他磁性传感器一样需要外部电源，它是无源传感器，是将机械能转化为电能的传感器。但是这种传感器有限制，它只适合于动态测量。另一方面，由于其输出电信号较大，比较适合后续电路的搭建，因此性能较稳定。

       具体工作原理也很简单：基于法拉第的电磁感应定律, 设线圈匝数为a，此线圈在稳恒不变的磁场内运动时, 假设透过线圈的磁通量为Φ, 线圈内就会产生感生电动势E与透过的磁通量变化率dΦ/dt有如下关系: E=-a(dΦ/dt)。

       磁电式传感器主要用作测振传感器，用于测量振动，一般会有一个基准基座作为参考，然后安装在振荡体上进行测量。主要用在各种发动机，电机，压缩机，机床和汽车行业中。

2.1.2  霍尔元件（半导体式）

       霍尔元件是根据霍尔效应制作的传感器，按分类属于半导体式磁性传感器，霍尔效应是一种很典型的电磁感应现象，由于这一现象是伟大的物理学家霍尔先生首次发现的，所以将其命名为霍尔效应。由于这种现象普遍发生在工业元件中，所以霍尔元件被广泛应用在工业自动化技术中。霍尔元件对研究半导体也有着极其重要的意义，霍尔效应是研究半导体性能的基本方法，霍尔系数就是通过霍尔效应测得的，通过霍尔系数可以判定半导体的导电类型，载流子浓度等很多参数。

       霍尔元件具有很多优点：体积小，结构简单，对磁场非常敏感，频响宽，寿命长等等。霍尔元件在测量位移，角速度，力，线速度方面都发挥着极大的作用。

2.2 控制器单片机

2.2.1  硬件部分

       由于硬件部分不是本课题的重点所在，故简要介绍一下。硬件部分的主要任务是完成c8051f352单片机开发板，使用的软件是AltiumDesigner，首先要做的工作是学会用这个软件，毕竟是一个之前没用过的。本课题一个很重要的参考资料就是Silicon Labs公司的c8051f352数据书册和开发板原理图，在学会使用画图软件之后，就可以按照手册里提供的原理图，在软件里绘制完成，当然做起来可不是这么容易的，会面临很多很多的问题，绘制完成以后，再送到相关加工部门去制作电路板，并参考元件参数去网上购买相应的元件，包括电容，电阻，数据线等等，一切准备就绪后，再在实验室将元器件焊在电路板上，进行调试以后就大功告成了。 c8051f352单片机磁性传感器技术研究+流程图(2):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_43790.html