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霍尔开关在火车轨道中的应用(上篇)

返回列表 来源:华芯霍尔元件 浏览:0 发布日期:2020-07-16 08:15:41【

为解决列车安全运行问题,需要用传感器来检验列车车轮是否经过,从而显示车辆位置。传统的方法是利用磁感应原理,通过在永磁体外绕有线圈制成传感器,将传感器卡在铁轨上,当车轮经过传感器上方时,传感器感应出输出信号。该方法不足之处在于,传感器响应于磁感应强度的变化率,输出信号与列车运行速度有关,运行速度快,则输出信号大,而对于低速列车,特别是速度低于5km/h的列车,由于响应信号小,容易漏计,甚至无法使用,而且,这种结构易于受周围强电流干扰,可靠性较差。因此,研究出能检测由低速到高速运行列车的传感器很有必要。

本传感器采用铁轨安装方式,用霍尔开关作为敏感元件,将它固定于磁路中,通过检测元件输出信号变化,判断列车经过及车厢的位置。元件输出信号经放大器及施密特电路,变成高低电平输出,实现开关特性。

元件选择

选用线性型GaAs 霍尔开关作为敏感元件。线性霍尔的输出信号与磁感应强度成线性关系,适合于检测磁量、电量和非电量,特别适合于弱磁场的检测。GaAs 霍尔的温度特性较好,灵敏度较高,输入输出电阻值和非线性误差等性能均较好,可用于磁场的精密检测。

我们对它的性能进行了测试。首先测试变差,将元件固定于一定磁路中,通以1.5 mA电流,经过15 °C→-30 °C→15°C →60 °C→15 °C温度循环,测试元件经过高低温循环后的变差,最大值均小于0.2 % ,可见元件稳定性较好。其次测试温度特性,在上述同样条件下,测元件在-30 °C、15°C、 60°C等3点的输出值,发现每45 °C偏差都在15 %以内,因 此可以将元件进行温度补偿后使用。

结构设计

所设计的传感器外表采用磁导率很低的硬铝材料,具有便于在铁轨上安装的一体化结构及良好的密封性,适于野外使用,而且内部磁路敏感元件及放大电路的安装也很方便。传感器在铁轨上的安装如图1所示。

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