СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Тип датчика: Датчик Холла

Магнитоэлектрический датчик Холла получил свое название по имени Э.Холла, американского физика, открывшего в 1879 г. важное гальваномагнитное явление. Бесконтактные клавишные переключатели на основе эффекта Холла применялись за рубежом довольно широко уже с начала 70-х годов. Достоинства этого переключателя - высокая надежность и долговечность, малые габариты, а недостатки - постоянное потребление энергии и сравнительно высокая стоимость.

Если на полупроводник, по которому (вдоль) протекает ток, воздействовать магнитным полем, то в нем возникает поперечная разность потенциалов (ЭДС Холла). Возникающая поперечная ЭДС может иметь напряжение только на 3 В меньше, чем напряжение питания. Рассмотрим полупроводниковую пластинку размером 5х5 мм (см. рис., поз.а). Если по пластинке между двумя параллельными сторонами пропустить ток и одновременно поднести к ней постоянный магнит, а к двум другим сторонам квадрата подсоединить провода, то получим генератор Холла (рис., поз.б). Если между магнитом и полупроводником поместить перемещающийся экран с прорезями, получим импульсный генератор Холла. Принцип действия генератора Холла: а - нет магнитного поля, по полупроводнику протекает ток питания - АВ; б - под действием магнитного поля - Н появляется ЭДС Холла - ЕF; в - датчик Холла Датчик Холла имеет щелевую конструкцию. С одной стороны щели расположен полупроводник, по которому при включенном зажигании протекает ток, а с другой стороны - постоянный магнит. В щель датчика входит стальной цилиндрический экран с прорезями. При вращении экрана, когда его прорези оказываются в щели датчика, магнитный поток воздействует на полупроводник с протекающим по нему током и управляющие импульсы датчика Холла подаются в коммутатор, в котором они преобразуются в импульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания. Проверку датчика Холла проще всего производить заменой на заведомо исправный, но можно воспользоваться и обыкновенным вольтметром (тестером). У исправного датчика Холла вольтметр, включенный на измерения постоянного напряжения и подключенный к выходу датчика, по мере вращения вала датчика-распределителя должен резко менять показания от примерно 0,4В до величины, не более чем на 3 В отличающейся от напряжения питания.

Схема изделия, состав, принцип действия

В цехе выпускается изделие – средство измерения, состоящее из следующих частей:

Д- первичный датчик (покупное изделие); У- масштабирующий усилитель (изготавливаемое изделие); АЦП- анологово – цифровой преобразователь (покупное изделие); ЦОУ- цифровое отсчётное устройство; ИСН- источник стабилизированного напряжения. Сигналы: Х- входная измеряемая величина, Uд - напряжение на выходе первичного датчика; Uу- напряжение на выходе усилителя; Uп- цифровой сигнал на выходе АЦП.

За смену выпускается партия изделий. Во время смены случайным образом отбирают n изделий и проводят их комплексные испытания, по результатам которых определяют метрологические характеристики и делают заключение о качестве изделия и технологического процесса.

Коэффициент усиления для масштабирующего усилителя определяется по результатам испытаний. Точное значение ку с допустимой погрешностью mк±Dк. Однако из – за несовершенства оборудования технологии изготовления, ошибок персонала, ку принимает статистический разброс. Теоретически установлено, значение выходного напряжения у датчика и усилителя распределено по нормальному закону со среднеквадратическим отклонением (СКО) sк.

У датчика измеряется максимальное выходное напряжение Uд, значение которого теоретически распределено по нормальному закону с математическим ожиданием mд и погрешностью в виде СКО sд. Для аналого – цифрового преобразователя напряжения закон распределения погрешности треугольный (Симпсона) при максимальном её значении Dm.