霍尼韦尔传感器在交通运输业中的应用

作者：霍尼韦尔传感与控制部 产品经理 顾彬

霍尔效应旋转位置传感器使用磁场代替机械电刷或表盘，专用于测量运动部件的角位置。这种产品采用具有磁性偏置的霍尔效应集成电路 (IC) 来检测工作范围内的执行器转轴的旋转运动。原理是执行器转轴的旋转使得磁铁相对IC的位置发生改变，并导致磁通密度改变，这种改变最终被转换为线性输出。

传感器的内部应用磁场代替了电位器中的机械电刷或接触刷，而后者在运转中产生的摩擦往往会降低设备使用寿命。因此，本产品系列采用的非接触式磁性霍尔效应技术大幅降低了机械磨损和执行器扭矩，从而延长了设备的使用寿命。霍尔效应旋转位置传感器适用于多种交通运输业和工业领域的严苛应用，并极具成本效益。

交通运输业应用

1.踏板位置传检测

在一些重型或其他种类的车辆中，霍尔效应旋转位置传感器可用来代替油门拉索。比如，霍尼韦尔RTY系列霍尔效应旋转位置传感器可安装在踏板一侧，用来测量踏板被下压的幅度。随着驾驶者踩踏板的力增大，踏板下压的幅度也相应增大，向发动机输送的空气和燃料也就更多，车辆就会提速。当驾驶者松开踏板时，霍尔效应旋转位置传感器会感应到踏板位置的变化，并向发动机发送信号来减少流过节流板的空气和汽油，车辆就会减速。拉索会产生过度拉伸或锈蚀等问题，潜在地增加了维护和再校准负担。使用传感器代替拉索将优化发动机控制系统的响应，从而减少了车辆排放、提高了可靠性、并防止车辆过重。总的来说，电子线控系统相比旧式的线缆连接系统更加安全也更加经济。

2.客车和卡车的悬架位移/跪倾位置检测

霍尔效应旋转位置传感器可用于客车或重型车辆的高度系统来感应悬架系统的位置变化。客车的跪倾系统可使其上部结构位置降低，方便乘客上车。霍尔效应旋转位置传感器可同时用在系统的操作端和执行端上：一个位置传感器用来检测操纵杆的位置，第二个传感器部署在悬吊臂或悬吊臂连接装置上来检测车辆高度。精确的位置传感能保证车辆处于符合应用系统所要求的高度上，从而方便了上下车辆。大型载重拖车也同样可以使用霍尔效应旋转位置传感器来检测拖车车厢的高度，以优化入库流程。

3.快艇倾斜/吃水差位置检测

霍尔效应旋转位置传感器可用于检测快艇的倾斜/吃水差状况。本系列传感器能精确地报告推进器的角位置，帮助驾驶者避开危险并提升船体性能。

*4.对电动自行车的应用

霍尼韦尔传感器对电动自行车行业的应用也非常的广泛。比如说：

1.霍尔对电动车调速转把

调速转把顾名思义是电动车的调速部件，这是一种线性调速部件，样式很多但工作原理是一样的。它一般位于电动车的右边，既骑行时右手的方向，电动车转把的转动较度范围在0—30度制之间。常见线性霍尔元件型号有AH3503 AH49E A3515 A3518 SS495 如:AH3503线性霍尔电路由电压调整器，霍尔电压发生器，线性放大器和射极跟随器组成，其输入是磁感应强度，输出是和输入量成正比的电压。静态输出电压（B=0GS）是电源电压的一半左右。S磁极出现在霍尔传感器标记面时，将驱动输出高于零电平；N磁极将驱动输出低于零电平；瞬时和比例输出电压电平决定与器件最敏感面的磁通密度。提高电源电压可增加灵敏度。

产品特点：体积小、精确度高、灵敏度高、线性好、温度稳定性好、可靠性高.霍耳转把输出电压的大小，取决于霍耳元件周围的磁场强度。转动转把，改变了霍耳元件周围的磁场强度，也就改变了霍耳转把的输出电压。在电动车上使用的霍耳转把的信号有以下几种：

转把的种类:   

输出电压:正把/5V供电;    反把／5V供电。
单霍耳转把    1.1-4.2(最多)    4.2-1.1(少量)；
单霍耳转把    2.6-3.7(极少)    3.7-2.6；
单霍耳转把    1-2.5    2.5-1；
单霍耳转把    2.5-4    4-2.5；
双霍耳转把    0-5    5-0；
光电转把    0-5(少量)    5-0。

目前市场上通用的控制器绝大多数是识别1-4.2V转把信号的产品。转把输出信号改制：将转把拆开，改变转把里面磁钢工作面的极性，就可以改变转把输出的电位。如果转把内有两个磁钢，分别将两个磁钢都转180°，再装好；如果转把内只有1个磁钢，将磁钢取出，反转180°后，装好转把，这样就改变了转把里面霍耳元件工作磁场的起始位置，从而实现了转把输出信号的改制。

2.霍尔对电动车刹把

转把信号是电动车电机旋转的驱动信号，刹信号是电机停止转动的制动信号。电动车标准要求电动车在刹车制动时，控制器应能自动切断对电机的供电。因此电动车闸把上应该有闸把位置传感元件，在有捏刹车把动作时，将刹车信号传给控制器，控制器接受到刹车信号后，立即停止对电机的供电。电动车闸把的位置传感元件有机械式微动开关（分机械常开和机械常闭两种）和开关型霍耳感应元件（分刹车低电位和刹车高电位两种）两种。机械开关型有两条引线一条接负极另一条接断电线，适用于低电平刹车控制器。对于支持高电平刹车的控制器为一条接+12V，另一条接断电线。霍耳型三条引出线分别：刹车线（细蓝 +5V），负极（细黑），剩余的一条为断电线。常见单极性开关霍尔元件型号的型号有：AH41/ AH3144 /A3144 /A3282。一般机械常开的刹车信号是常高电位，当刹车时，闸把内部的微动开关闭合，其信号变成低电位。一般机械常闭的刹车信号是常低电位，当刹车时，闸把内部的微动开关打开，其信号变成高电位。一般电子低电位闸把的刹车信号是常高电位，当刹车时，闸把内部的霍耳元件信号翻转，其信号变成低电位。一般电子高电位闸把的刹车信号是常低电位，当刹车时，闸把内部的霍耳元件信号翻转，其信号变成高电位。刹车信号高低电位的变化，是控制器识别电动车是否处于刹车状态，从而判断控制器是否给电机供电。