霍尔开关在火车轨道中的应用（上篇）
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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