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霍尔磁传感器在水表上的应用

水表是每家每户中常见的一种仪表,随着电子技术的发展,新型的智能水表的应用已经越来越普及,实现了高效智能化的管理作用。通过无线抄表系统对水表数据自动采集,使得水表管理人员的工作效率大幅度提升,相比传统的水表,智能水表省去了人工抄表的麻烦。最初的水表是用机械结构的方式进行计量,通过使用霍尔传感器,能很好解决这种计量方式会因机械磨损而导致使用寿命短、稳定性差、可靠性低等一系列问题。利用霍尔元件的霍尔效应可以对用水量进行非接触式的测量,同时得到的测量数据便于通过线路转换后显示供用户读取,提高了使用的方便性。

 

 

磁传感器是固态设备,它们变得越来越流行,因为它们可以用于许多不同类型的应用,例如感测位置,速度或定向运动。磁传感器将磁或磁编码信息转换为电信号,以便通过电子电路进行处理。因为它们具有非接触式无磨损操作,低维护,坚固的设计以及密封的霍尔效应设备,不受振动,灰尘和水的影响,所以它们也是电子设计人员的一种流行的传感器选择。  霍尔磁传感器灵敏度非常高、尺寸小,采用全极霍尔技术,不需要极性确认,大大降低了配置磁铁的要求也简化了安装,降低了系统成本。由于灵敏度极高,因此能感应的距离也就更远,非常适合大气隙的应用要求。

磁传感器设计用于响应各种不同应用中的各种正负磁场,一种类型的磁传感器,其输出信号是其周围磁场密度的函数,称为霍尔效应传感器。  

 

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霍尔效应传感器原理

 

 

 

霍尔效应磁传感器

基本霍尔元件的输出电压(称为霍尔电压,(V H))与通过半导体材料的磁场强度(输出αH )成正比 。这个输出电压可以非常小,即使受到强磁场也只有几微伏,因此大多数商用霍尔效应器件都是通过内置直流放大器,逻辑开关电路和稳压器制造的,以提高传感器的灵敏度,滞后和输出电压。这也使霍尔效应传感器能够在更广泛的电源和磁场条件下工作。

 

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霍尔磁传感器在水表上的应用原理:

在水表中,转动的转子对霍尔元件来说就是一个变化的磁通,这个变化的磁通使得霍尔磁传感器产生一个变化的电信号。水表实际是通过对流量的测量来计量一段时间的用水量,具体是通过将能自由转动的转子安装在水表的过水管道中,并将霍尔磁传感器安装在与其对应的位置上。当有水流过时会带动转子随之转动,当转子带有磁性的区域靠近霍尔磁传感器时,由于霍尔效应会产生一个变化的电信号。因此不断有水流过时,当磁体靠近或离开霍尔磁传感器,霍尔磁传感器就可感应到信号,通过相应的电子电路将此信号转换为不同时间段转子的转速或者水流速度,把指针的转动数变成脉冲数,并把脉冲整形后传送给信号采集器,在根据流水截面积和时间得到该段时间水流量,由脉冲个数得出用水量的多少,从而达到测量用水量的目的。


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