可互換的霍爾傳感器的製作方法
2023-12-12 11:43:42
專利名稱：可互換的霍爾傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於磁場測量的領域，特別是利用霍爾效應測量磁場強度的儀器。
霍爾效應磁強計是一種應用廣泛的磁場測量儀器，它利用矽或砷化鎵半導體具有霍爾效應(即當有電流通過的半導體薄片置於磁場中時，若電流方向與磁場垂直，則在垂直於電流和磁場方向上產生霍爾電動勢，且與磁場強度成正比例。)這個特徵，作為測磁儀器的傳感器。
但是，這種非常薄而小的半導體晶片，其機械強度較差，受到外力衝擊時極易損壞。而且，它的離散性很大，沒有一根傳感器的物理性能是相同的。所以當傳感器損壞後，只能將整臺磁強計送往製造廠重新調整配置一個傳感器。
目前，曾採用常數校準的辦法，即對每一隻傳感器標定一個常數，在調換傳感器時，由主機面板上設置的校準開關調節至該傳感器的常數值進行測量，每次測量需重新校準一次。但因為離散性大，各種性能差異不一，只能取大致值作為校準常數。所以大大降低了磁強計的測量精度。
本實用新型的目的是提供一種能調整的霍爾傳感器，它可以與磁強計互換，互換後能保證原有的測量精度等技術指標。
本實用新型是採用以下結構方式實現的它由塑料保護套、霍爾元件和電纜等組成，同時還包括有連接座、接插內套和凸鈕插針、插座、恆流源系統、接插外套和方孔，另在接插外套的一端連接一內裝有印製板和可調電位器的外套和底套，印製板上焊接有三端穩壓電源，電纜內有被復絕緣空心導線分別與插座和印製板相連接，電纜與儀器相連接。
採用上述結構的霍爾傳感器是將一個恆流源系統和霍爾元件構成一個霍爾傳感器，當霍爾傳感器與儀器連接後，只需調整恆流源系統中的可調電位器，使霍爾傳感器輸出一個穩定的額定電壓，作為儀器中運算放大器的輸入信號。這樣，對這個儀器來說，掉換的霍爾傳感器其性能是相同的，從而達到霍爾傳感器互換的目的，它可廣泛適用於任一磁場測量儀。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
圖1為本實用新型可互換的霍爾傳感器的總裝配圖。
圖2為本實用新型可互換的霍爾傳感器的恆流源系統裝配圖。
圖3為本實用新型可互換的霍爾傳感器的恆流源印製板電路圖。
圖4為本實用新型可互換的霍爾傳感器的電原理圖。
如圖1所示，可互換的霍爾傳感器由塑料保護套1、霍爾元件2連接座3、接插內套4和凸鈕6、插針5、插座7、恆流源系統8及電纜9組成。其中塑料保護套1通過螺紋連接在中間空的連接座3的一端，以保護在非測量狀態時嵌塑在連接座3中的霍爾元件2，帶一凸鈕6的接插內套4通過螺紋連接在連接座3的另一端。接插內套4的一端面嵌塑有插針5，插針5有四根針頭，針頭的一端由導線與霍爾元件2焊接，針頭的另一端插入恆流源系統8的插座7中。霍爾傳感器由電纜9與儀器相連接。
如圖2所示，插座7嵌塑在接插外套10中、接插外套10的一端略呈橢圓形，且在圓筒壁上帶有一方孔11，連接時，用外力將橢圓形變為圓形將其套在接插內套4上，然後鬆開外力，通過塑料彈性凸鈕6正好卡在方孔11中。接插內套10的另一端通過螺紋與外套12的一端連接，外套12內裝有印製板13，印製板13上焊接有三端穩壓電源14和可調電位器15，外套12的另一端通過螺紋與底套16連接，底套16內的電纜9將霍爾傳感器與儀器相連接。電纜9內有被復絕緣層的導線17、18、19、20，導線17、18、19穿過外套12分別與插座7的三個引線腳焊接，插座7的另一個引線腳與印製板13上的B點焊接，導線20與印製板13上的A點焊接。這樣，整個霍爾傳感器構成了可靠的電連接。
如圖3所示，在印製板13上，三端穩壓電源14的兩端分別與A、B點焊接，中間端與可調電位器15的一固定端焊接。可調電位器15的可調端與B點焊接。這樣，構成了可互換的霍爾傳感器的恆流源電路如圖4所示，由儀器通過導線19、20輸出一個直流電壓給可互換的霍爾傳感器的恆流源系統8，根據恆流源的工作原理，能產生一個相當穩定的工作電流輸給霍爾元件2，如將霍爾元件2置於磁場中，在垂直於電流及磁場方向產生一個霍爾電動勢，這個電動勢也相當穩定的，並通過導線17、18輸給儀器，作為儀器中運算放大器的輸入信號，經過儀器的轉換、運算處理，從而測出磁場強度。
最後，將可互換的霍爾傳感器通過電纜9與儀器連接，儀器通過導線19、20輸出一個10～15mV直流電壓給可互換的霍爾傳感器的恆流源系統8，接著，將霍爾元件2置入磁場強度為100mT的標準磁場中，然後調節恆流源系統8中的可調電位器15，改變霍爾元件2中的工作電流，使霍爾元件2產生的電動勢為10mV±0.05mV，於是調試完畢。
使用者只需任意更換調整好的可互換的霍爾傳感器即可。
權利要求1.一種可互換的霍爾傳感器，由塑料保護套1、霍爾元件2電纜9組成，其特徵在於還有連接座3、帶一凸鈕6的接插內套4插針5、插座7、恆流源系統8、接插外套10和方孔11，其中塑料保護套1通過螺紋連接在中空的連接座3的一端，帶一凸鈕6的接插內套4通過螺紋連接在連接座3的另一端，接插內套4的一端面嵌塑有插針5，插針5有四根針頭、針頭的一端由導線與霍爾元件2焊接，針頭的另一端插入恆流源系統8的插座7中，霍爾傳感器由電纜9與儀器連接。
2.根據權利要求1所述的可互換的霍爾傳感器，其特徵在於恆流源系統8的插座7嵌塑在接插外套10中，接插外套10的一端略呈橢圓形，且在圓筒壁上帶有一方孔11，接插外套10的另一端通過螺紋與外套12的一端連接，外套12內裝有印製板13，印製板13上焊接有三端穩壓電源14和可調電位器15，外套12的另一端通過螺紋與底套16連接，底套16內有電纜9，電纜9內有被復絕緣空心導線17、18、19、20，導線17、18、19分別與插座7的三個引線腳焊接，另一個引線腳與印製板13上的B點焊接，導線20與印製板13上的A點焊接。
3.根據權利要求1所述的可互換的霍爾傳感器，其特徵在於印製板13上的三端穩壓電源14的兩端與A、B點焊接，其中間一端與可調電位器15的一固定端焊接，可調電位器15的可調端與B點焊接。
專利摘要一種可互換的霍爾傳感器，由塑料保護套，霍爾元件和電纜組成同時還包括有連接座、帶凸鈕的接插內套、插針、插座、恆流源系統接插外套和方孔，在接插外套上還連接一內裝有焊接一穩壓電源和一可調電位器的印製板的外套。採用上述結構的可互換的霍爾傳感器，只需調節可調電位器就能保證霍爾元件產生一恆定的霍爾電動勢作為儀器中的輸入信號，從而實現了任何霍爾傳感器與儀器的互換，可用於任一磁測儀器。
文檔編號G01R33/06GK2108936SQ9121562
公開日1992年7月1日 申請日期1991年6月28日 優先權日1991年6月28日
發明者王豐棋, 錢鋒, 張竹芳, 王鳴 申請人:上海第四電錶廠