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摘 要：随着机电产品各行业应用快速迈入工业现代化发展，采用各种传感器来检测、监视和控制各种静态、动态参数，使设备或系统智能化操作运行就应运而生。霍尔自动计数装置能满足钢球多规格多功能的机械作业，简单又实用，是顺应社会进步与发展的必然产物。
关键词：霍尔计数器；AH3144霍尔传感器；LM393比较器
一、霍尔式钢球检测计数装置的方案设计
（一）传感器的选择
传感器非接触式检测计数使用的很多。但光电传感器的故障率高，消耗功率大；超声波传感器控制性能不佳，且计算时间较长，检测距离受限，很微小偏差就对结果造成较大影响。霍尔传感器利用霍尔效应原理使小球变换后的信号能够直接被AD，DSP等各种采集装置直接采集和接受，响应时间快、电流测量范围宽、过载能力强、线性好、抗干扰能力强、体积小，在工作温度区内精度更是优于1%，对检测对象是钢球或磁性小球更佳，成本低、且输出利用单片机进行非线性和温度校正方便。
（二）霍尔传感器介绍
霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁性传感器。霍尔传感器是利用金属或半导体薄片（霍尔元件）垂直放置在磁感应强度为B的磁场中，当有电流I通过时，在垂直于I和B的方向上将产生霍尔电压UH的霍尔效应工作。目前常用的霍尔元件材料有： 锗、硅、砷化铟、锑化铟等半导体材料。霍尔元件的结构由霍尔片、引线和壳体组成。霍尔片是一块矩形半导体单晶薄片，引出四个引线。1、1′两根引线加激励电压或电流，称为激励电极；2、2′引线为霍尔输出引线，称为霍尔电极。霍尔元件壳体由非导磁金属、陶瓷或环氧树脂封装而成。在电路中霍尔元件用符号H表示。
二、霍尔式钢球检测计数装置的设计实现
当钢球滚过霍尔开关传感器的位置时，钢球导致霍尔开关传感器上的磁感应强度发生变化，此时霍尔开关传感器输出一个峰值为20mv左右的霍尔电压。这个霍尔电压的信号将经过LM393集成运放后驱动2N5812型三极管，完成导通和截止过程。将计数显示部分接在2N5812型三极管的输出端即可以构成霍尔计数器。
电路原理图如下：
电路中用到（1）开关型霍尔传感器模块。由3144霍尔传感器、LM393比较器和三极管驱动组成。该模块有电源指示和信号输出指示，可使用35.5V直流供电，有磁场切割时输出低电平信号，否则输出高电平。电路板输出开关量，可以直接接单片机或继电器等模块。引脚中1Vcc ；2GND ；3DO（数字量输出接口）；4AO（霍尔传感器实时输出电压），一般无效处理。（2）磁铁选长方体或扁平体的体积较小的强磁铁。（3）单片机电路板带显示，可自己搭接也可以买成品单片机系统板。
三、霍尔式钢球检测计数装置实现过程的分析
（一）霍尔传感器选用注意事项
霍尔传感器的型号多，分类不同，灵敏度和极性都有区别。因此设计计数装置时，要从多方面选择霍尔传感器。（1）要考虑计数装置与检测对象间距离，若距离大，又有隔离物，就需尽量选择灵敏度高的。（2）检测对象如果两面都要检测，则不能选择像3144单极性的霍尔传感器。（3）尽量选择模块，效果好，误差小，信号处理可靠。（4）使用時要了解霍尔元件工作的主要参数，选用尽可能大的激励电流， 改善霍尔元件的散热条件；注意输入电阻和输出电阻；不等位电势和不等位电阻；霍尔电势温度系数影响。
（二）霍尔传感器使用和信号处理注意事项
使用中传感器输出模拟量开关量和负载要匹配；信号放大输出后不能正常显示，且模块信号输出指示灯根据磁场有变化，要考虑灵敏度不够，应提高灵敏度或再次放大；钢球导磁性差可考虑增加磁场强度，或采用磁场屏蔽装置抑制磁干扰；根据工作环境考虑霍尔传感器的温系影响。霍尔传感器接电后用磁铁靠近或远离，正反面反复就能看到霍尔后面的指示灯是否发生变化，若磁铁靠近有输出变化的一面为S极。若无变化，则传感器坏了。
（三）常见误差补偿
（1）不等位电势误差补偿：不等位电势与霍尔电势有相同数量级，若消除是很困难的，常采用电桥补偿法补偿误差。
（2）温度误差补偿：霍尔元件的基片是半导体材料，对温度的变化很敏感。当温度变化时，霍尔元件的霍尔电势、输入输出电阻等参数都要发生变化，会产生温度误差。为了减小温度误差，除选用温系小的元件或恒温措施外，一般可以采用恒流源供电措施使霍尔电势稳定。
参考文献：
[1]徐科军.传感器与检测技术[M].北京：电子工业出版社，2011：140145.
[2]孟立凡，蓝金辉.传感器原理与应用[M].北京：电子工业出版社，2011：176186.
[3]常慧玲，牟爱霞.传感器与自动检测[M].北京：电子工业出版社，2011：131135.
作者简介：米未娜（1984），女，汉族，陕西西安人，本科，助教，研究方向：电子电气。
关键词：霍尔计数器；AH3144霍尔传感器；LM393比较器
一、霍尔式钢球检测计数装置的方案设计
（一）传感器的选择
传感器非接触式检测计数使用的很多。但光电传感器的故障率高，消耗功率大；超声波传感器控制性能不佳，且计算时间较长，检测距离受限，很微小偏差就对结果造成较大影响。霍尔传感器利用霍尔效应原理使小球变换后的信号能够直接被AD，DSP等各种采集装置直接采集和接受，响应时间快、电流测量范围宽、过载能力强、线性好、抗干扰能力强、体积小，在工作温度区内精度更是优于1%，对检测对象是钢球或磁性小球更佳，成本低、且输出利用单片机进行非线性和温度校正方便。
（二）霍尔传感器介绍
霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁性传感器。霍尔传感器是利用金属或半导体薄片（霍尔元件）垂直放置在磁感应强度为B的磁场中，当有电流I通过时，在垂直于I和B的方向上将产生霍尔电压UH的霍尔效应工作。目前常用的霍尔元件材料有： 锗、硅、砷化铟、锑化铟等半导体材料。霍尔元件的结构由霍尔片、引线和壳体组成。霍尔片是一块矩形半导体单晶薄片，引出四个引线。1、1′两根引线加激励电压或电流，称为激励电极；2、2′引线为霍尔输出引线，称为霍尔电极。霍尔元件壳体由非导磁金属、陶瓷或环氧树脂封装而成。在电路中霍尔元件用符号H表示。
二、霍尔式钢球检测计数装置的设计实现
当钢球滚过霍尔开关传感器的位置时，钢球导致霍尔开关传感器上的磁感应强度发生变化，此时霍尔开关传感器输出一个峰值为20mv左右的霍尔电压。这个霍尔电压的信号将经过LM393集成运放后驱动2N5812型三极管，完成导通和截止过程。将计数显示部分接在2N5812型三极管的输出端即可以构成霍尔计数器。
电路原理图如下：
电路中用到（1）开关型霍尔传感器模块。由3144霍尔传感器、LM393比较器和三极管驱动组成。该模块有电源指示和信号输出指示，可使用35.5V直流供电，有磁场切割时输出低电平信号，否则输出高电平。电路板输出开关量，可以直接接单片机或继电器等模块。引脚中1Vcc ；2GND ；3DO（数字量输出接口）；4AO（霍尔传感器实时输出电压），一般无效处理。（2）磁铁选长方体或扁平体的体积较小的强磁铁。（3）单片机电路板带显示，可自己搭接也可以买成品单片机系统板。
三、霍尔式钢球检测计数装置实现过程的分析
（一）霍尔传感器选用注意事项
霍尔传感器的型号多，分类不同，灵敏度和极性都有区别。因此设计计数装置时，要从多方面选择霍尔传感器。（1）要考虑计数装置与检测对象间距离，若距离大，又有隔离物，就需尽量选择灵敏度高的。（2）检测对象如果两面都要检测，则不能选择像3144单极性的霍尔传感器。（3）尽量选择模块，效果好，误差小，信号处理可靠。（4）使用時要了解霍尔元件工作的主要参数，选用尽可能大的激励电流， 改善霍尔元件的散热条件；注意输入电阻和输出电阻；不等位电势和不等位电阻；霍尔电势温度系数影响。
（二）霍尔传感器使用和信号处理注意事项
使用中传感器输出模拟量开关量和负载要匹配；信号放大输出后不能正常显示，且模块信号输出指示灯根据磁场有变化，要考虑灵敏度不够，应提高灵敏度或再次放大；钢球导磁性差可考虑增加磁场强度，或采用磁场屏蔽装置抑制磁干扰；根据工作环境考虑霍尔传感器的温系影响。霍尔传感器接电后用磁铁靠近或远离，正反面反复就能看到霍尔后面的指示灯是否发生变化，若磁铁靠近有输出变化的一面为S极。若无变化，则传感器坏了。
（三）常见误差补偿
（1）不等位电势误差补偿：不等位电势与霍尔电势有相同数量级，若消除是很困难的，常采用电桥补偿法补偿误差。
（2）温度误差补偿：霍尔元件的基片是半导体材料，对温度的变化很敏感。当温度变化时，霍尔元件的霍尔电势、输入输出电阻等参数都要发生变化，会产生温度误差。为了减小温度误差，除选用温系小的元件或恒温措施外，一般可以采用恒流源供电措施使霍尔电势稳定。
参考文献：
[1]徐科军.传感器与检测技术[M].北京：电子工业出版社，2011：140145.
[2]孟立凡，蓝金辉.传感器原理与应用[M].北京：电子工业出版社，2011：176186.
[3]常慧玲，牟爱霞.传感器与自动检测[M].北京：电子工业出版社，2011：131135.
作者简介：米未娜（1984），女，汉族，陕西西安人，本科，助教，研究方向：电子电气。