基于霍尔电路设计的可逆计量传感器

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　　无接触可逆计量信息的传感方式大致分为光电式和磁敏式，两者都配有复杂的电路转换系统或借用应用系统硬件配合软件实现转向识别和可逆计量。带有光电码盘或光栅的光电式可逆传感器具有计量精度高的优点，但因环境苛刻而限制其应用。磁敏式一般采用霍尔效应传感器和磁敏电阻作为敏感元件，振弦传感器激振电路具有环境耐受性好的优点，但这些设计都不能直接输出可逆计量信号，需要信号处理电路支持。因此，设计一种结构简单，仅由霍尔元件构成，能直接输出可逆计量信号的新型传感器，具有实际应用价值。
　　1 几种可逆计量电路设计的技术分析
　　基于霍尔电路设计的可逆计量传感器的电路形式很多，对比研究其取样方式和工作原理，大致分为三类，即脉冲相位差异型双霍尔取样电路、脉冲占空比差异型锁存霍尔取样电路、集成化单片双霍尔开关位置传感器。对它们的取样方式、输出时序和电路特点分析如下。
　　1.1 脉冲相位差异型双霍尔取样电路
　　这类电路一般由两个开关型霍尔电路构成，霍尔芯片沿磁体旋转方向排列，采用一个或多个同极性磁体触发，取样原理和输出时序如图1所示。H1，H2分别是A3144开关型霍尔芯片，由于H1，H2有一定间隔，同一个磁体顺时针旋转(正转)和逆时针旋转(反转)时，对H1、H2的触发具有先后顺序性，信号输出的初相位不同。正转时，OUT1先于OUT2输出;而反转时，OUT1落后于OUT2输出。因此，转向不同，取样电路输出信号存在相位差异特征。
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　　这类电路的应用系统一般采用微处理器或可编程逻辑器件分析处理这两路信号，根据输出信号的相位差异特征，采用软件系统或逻辑运算判断方向，实现可逆计量。这类取样电路的缺点是不能直接输出可逆计量信号，需要另外设计转换电路实现转向识别和可逆计量。优点是采用多个同性磁极触发时，可简单实现多倍频取样。