霍爾傳感器是利用霍爾效應工作的半導體元件。由于霍爾元件轉換效率高、響應速度快、動態(tài)范圍寬、頻率特性好、低噪音等特點,使霍爾傳感器在電機檢測、磁場強計、轉速控制器、位置檢測與自動控制等方面得到廣泛的應用。在許多場合,需要了解霍爾傳感器的各種性能,本測試系統(tǒng)應用Visual Basic可視化程序設計語言和單片機與計算機之間的RS-232串行通信,實現霍爾傳感器參數的自動測量與記錄、分析。
1 測試系統(tǒng)結構
1.1系統(tǒng)硬件結構與原理
霍爾傳感器性能測試系統(tǒng)的硬件結構如圖1所示。信號處理電路板一方面接收霍爾傳感器的測量信號,并處理成標準信號傳送給單片機,另一方面根據單片機傳送的數據,產生相應的控制信號,使霍爾傳感器在規(guī)定的條件下進行工作。單片機通過RS-232串行通信口,向計算機傳送測量信號,并接收控制信號。計算機用于霍爾傳感器性能測試數據的顯示、分析和存儲。
1.2信號處理原理
本系統(tǒng)有霍爾傳感器的靈敏度KH和霍爾電勢溫度系數α二個測試參數。信號的處理如圖2所示。
X1—控制信號,調節(jié)電阻R,控制磁場強度 X2—控制信號,調節(jié)霍爾傳感器的激勵電流
X3--控制信號,控制電源開關 X4—控制信號,調節(jié)加熱器電壓來控制溫度
Y1—測試信號,測量霍爾傳感器的輸出電壓 Y2—測試信號,測量測試系統(tǒng)的環(huán)境溫度
在輸出控制信號X3、X1和X2時,使霍爾傳感器工作在某一固定磁場強度和不同的激勵電流的條件下,或者在某一固定激勵電流和不同的磁場強度條件下,傳感器會輸出一系列的空載霍爾電勢,通過計算機的運算,計算出不同條件下的靈敏度KH。在某一固定的磁場強度和激勵電流條件下,通過控制信號X4,改變電加熱器的電壓和測量測試系統(tǒng)的環(huán)境溫度信號Y2,來測量傳感器的霍爾電勢溫度系數α。
2.RS-232串行通信實現