霍尔传感器的应用探讨

3 直流激励时霍尔传感器位移测量电路探讨
3．1 位移测量电路分析
直流激励时霍尔传感器位移电路图如图3所示。控制极通过两个反向稳压二极管接到±4 V的直流稳压电源上，以确保控制极之间的电压为4 V。输出极的某端接至RW1电位器的可调端，调节不等位电势。不需要转换电路是由于霍尔元件输出的是电量值。最后经一级放大电路输出。测量时，先调机械零位：调节测微头使得霍尔元件位于同极性相对放置两块永久磁钢的正中间；再调电气零位；调节RW1使得数字表显示为零。测量方法：(1)连续曲线法：向某一方向调节测微头数圈，读第一个数据，再向相反方向每旋转一圈读一个数据，到机械零位时电压不为零(不回零度误差)，再继续每旋转一圈读一个数据直至数圈；(2)断续曲线法：向某一方向调节测微头一圈，读第一个数据，继续每旋转一圈读一个数据直到机械零位，再向相反方向旋转数圈回到机械零位读一个数据电压不为零(不回零度误差)，继续每旋转一圈读一个数据直至数圈。数据表格如表l；曲线如图4所示。

3．2 不等位电势测量分析
测量不等位电势时，按照不等位电势的概念进行，使得霍尔元件位于同极性相对放置两块永久磁钢的正中间，不使用电气零位(RWI为零)，直接测量霍尔元件的输出电压，约40 mV。
3．3 运算放大器分析
HA17741运算放大器实际就是uA741，它的主要指标为：输入失调电压10 mV，开环输入电阻1 MΩ，开环增益88 db～100db，单位增益带宽1 MHz，输出开环阻抗60 Ω，输出电压转换速度0．5 V／us。内含单个放大器，是高增益运算放大器，常用于军事、工业及商业应用。这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。
调零电阻及内部功能图如图5所示：

Offset Null为偏置(调零端)，Vin(-)为反向输入端，Vin(+)为正向输入端，Vee为接地，Vout为输出，Vcc为接电源，Nc为空脚。
uA741运算放大器实际电路配置放大倍数约8倍，首先将运算放大器的输入端短路(R2、R3的左侧端)进行调零，再给定一定的输入信号值，测量放大器的输出端电压，将输出信号与输入信号之比即可。

4 结论
本文介绍了一种霍尔传感器模板设计与实现。首先，根据需求进行了传感器、放大器等选择设计。其中选择了霍尔传感器，HA17741，其次，针对系统所使用的霍尔传感器的性能和发展情况做了简单介绍。最后，根据所选用的硬件设施进行连接，完成了电路图，并根据硬件图做了相关试验，完成了调试。达到了设计要求。其试验的结果是霍尔元件的移动改变磁场强度，与霍尔电势的线性关系，使得对霍尔传感器的原理、特性及应用进行了探讨，有较强的典型性，而且本系统的设计具有功能强、成本低、元件少、可靠性好、简单易行、使用范围广等特点。同时这种设计可根据具体情况作相应的扩展，使其满足更多更高的要求。