Obraz8

Czujniki położenia (drogi i kąta) Zasady pomiaru

kaja obwód magnetyczny. Strumień ten zależy od położenia kątowego zmieniającego magnetyczną ścieżkę, w której znajduje się czujnik Halla.

Charakterystyka czujnika jest bardzo zbliżona do liniowej.

Uproszczoną wersję, bez magnetycznie miękkiej prowadnicy stanowi odmiana ASR2 (rys. 13).

W takim czujniku magnes porusza się na łuku kołowym wokół czujnika Halla. Powstaje przy tym charakterystyka sinusoidalna, zbliżona do liniowej tylko we względnie małym zakresie kątów w pobliżu 90° oraz dłuższym, powyżej 180°. Niekorzystne jest jednakże słabe ekranowanie względem obcych pól zakłócających, a także temperaturowa zależność geometrycznej tolerancji obwodu magnetycznego i intensywności zmian pola magnesów stałych oraz starzenie. Dlatego trzeba wbudowywać taki czujnik (mechanicznie poprawny) np. w moduł pedału przyspieszenia.

Czujniki kąta o zakresie ponad 180°

Czujniki wychylenia kątowego (typ LWS3) są najprostszymi scalonymi układami Halla używanymi do zliczania liczby obrotów.

W połączeniu z małymi magnesami trwałymi umożliwiają one pomiary do 360°.

W rozwiązaniu n-bitowym n układów Halla umieszczono równomiernie na obwodzie koła (rys. 14). Magnetycznie miękka tarcza kodowa przesłania lub odsłania pola poszczególnych, leżących nad nią, magnesów trwałych, tak że przy obracaniu tarczy czujniki Halla kolejno wytwarzają n różnych słów kodowych. Aby uniknąć większych błędów wskazań w położeniach pośrednich, celowe jest użycie kodu Graya.

Czujniki kąta obrotu kierownicy wykonuje się w obudowie łączącej tarczę kodową z wałem kierownicy i pozostałymi elementami czujnika.

Gdy mierzony kąt odpowiada kilku obrotom, wówczas można zastosować dodatkową prostą 3-bitową tarczę kodową poruszającą się ponad przekładnią redukcyjną. Dokładność wyniku zwykle jest nie lepsza niż 2,5°. Gdy magnes stały w przedstawiony wyżej sposób obraca się względem dwu prostopadle rozmieszczonych układów Halla, to powstaje wtedy analogowy czujnik kąta Halla o zakresie do 360° (rys. 15). Układy Halla

Rysunek 13

a - zasada działania b - charakterystyki

1 - zintegrowany układ Halla pozycjonowany w środkowym punkcie toru kołowego

2 - czujnik Halla przesunięty względem punktu środkowego (celem linearyzacji)

3 - magnes

Rysunek 14

1 - pokrywa obudowy ze stałymi magnesami

2 - tarcza kodowa

3 - płytka z układami Halla