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设计用于工业测量和无损检测的霍尔效应传感器系统的研究

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  • 日期: 2020-10-31
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标签: 霍尔效应

霍尔效应 霍尔效应是电磁效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机制时发现的。当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的平行于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象就是霍尔效应。这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔效应应使用左手定则判断。

这项研究提出了一种新的传感器模块的新设计,该模块适用于被称为霍尔效应传感器的半导体应用,以及一种用于测量角位移,润滑剂粘度和润滑剂中污染物以及无损材料缺陷的测量方法。为了找到增强常规霍尔效应传感器有效性的方法,本研究分为三个部分:1)新配置及其理论性能,2)考虑适当放置霍尔发生器,3)a初步实验测试。关于新传感器模块在润滑剂粘度和润滑剂中污染物的测量中的应用,本研究旨在评估工业机器工作期间金属颗粒的污染程度。如果润滑剂质量低于NAS1638的标准,它也可以预测润滑剂的更换周期。由于金属颗粒移动到永磁体上,因此润滑剂中金属颗粒的污染分析与新传感器模块的输出信号有关。而且,该方法可以有效地应用于检查所用润滑剂的粘度标准。在这项研究中,以动态运动和重量为0.001 g至1 g且尺寸为1μm至100μm的金属颗粒为例,来模拟机器运行过程中润滑剂中金属颗粒的真实运动。在角位移测量的情况下,使用磁场激励霍尔效应传感器是基于三角函数的角关系。通过亥姆霍兹线圈产生的电磁场和永磁体产生的磁场来产生刺激。该系统通过使用亥姆霍兹线圈进行设计,可在距法线-15度到15度的测量范围内以95%的精度提供每步1度的测量分辨率。但是,新传感器模块是通过使用永磁体设计的,在距法线-20度到20度的测量范围内,可以以每步0.01度的更大分辨率提供99%的精度。

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