專利名稱：可互換的霍爾傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于磁場(chǎng)測(cè)量的領(lǐng)域，特別是利用霍爾效應(yīng)測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度的儀器。
霍爾效應(yīng)磁強(qiáng)計(jì)是一種應(yīng)用廣泛的磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x器，它利用硅或砷化鎵半導(dǎo)體具有霍爾效應(yīng)(即當(dāng)有電流通過(guò)的半導(dǎo)體薄片置于磁場(chǎng)中時(shí)，若電流方向與磁場(chǎng)垂直，則在垂直于電流和磁場(chǎng)方向上產(chǎn)生霍爾電動(dòng)勢(shì)，且與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比例。)這個(gè)特征，作為測(cè)磁儀器的傳感器。
但是，這種非常薄而小的半導(dǎo)體芯片，其機(jī)械強(qiáng)度較差，受到外力沖擊時(shí)極易損壞。而且，它的離散性很大，沒(méi)有一根傳感器的物理性能是相同的。所以當(dāng)傳感器損壞后，只能將整臺(tái)磁強(qiáng)計(jì)送往制造廠重新調(diào)整配置一個(gè)傳感器。
目前，曾采用常數(shù)校準(zhǔn)的辦法，即對(duì)每一只傳感器標(biāo)定一個(gè)常數(shù)，在調(diào)換傳感器時(shí)，由主機(jī)面板上設(shè)置的校準(zhǔn)開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)至該傳感器的常數(shù)值進(jìn)行測(cè)量，每次測(cè)量需重新校準(zhǔn)一次。但因?yàn)殡x散性大，各種性能差異不一，只能取大致值作為校準(zhǔn)常數(shù)。所以大大降低了磁強(qiáng)計(jì)的測(cè)量精度。
本實(shí)用新型的目的是提供一種能調(diào)整的霍爾傳感器，它可以與磁強(qiáng)計(jì)互換，互換后能保證原有的測(cè)量精度等技術(shù)指標(biāo)。
本實(shí)用新型是采用以下結(jié)構(gòu)方式實(shí)現(xiàn)的它由塑料保護(hù)套、霍爾元件和電纜等組成，同時(shí)還包括有連接座、接插內(nèi)套和凸鈕插針、插座、恒流源系統(tǒng)、接插外套和方孔，另在接插外套的一端連接一內(nèi)裝有印制板和可調(diào)電位器的外套和底套，印制板上焊接有三端穩(wěn)壓電源，電纜內(nèi)有被復(fù)絕緣空心導(dǎo)線分別與插座和印制板相連接，電纜與儀器相連接。
采用上述結(jié)構(gòu)的霍爾傳感器是將一個(gè)恒流源系統(tǒng)和霍爾元件構(gòu)成一個(gè)霍爾傳感器，當(dāng)霍爾傳感器與儀器連接后，只需調(diào)整恒流源系統(tǒng)中的可調(diào)電位器，使霍爾傳感器輸出一個(gè)穩(wěn)定的額定電壓，作為儀器中運(yùn)算放大器的輸入信號(hào)。這樣，對(duì)這個(gè)儀器來(lái)說(shuō)，掉換的霍爾傳感器其性能是相同的，從而達(dá)到霍爾傳感器互換的目的，它可廣泛適用于任一磁場(chǎng)測(cè)量?jī)x。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型可互換的霍爾傳感器的總裝配圖。
圖2為本實(shí)用新型可互換的霍爾傳感器的恒流源系統(tǒng)裝配圖。
圖3為本實(shí)用新型可互換的霍爾傳感器的恒流源印制板電路圖。
圖4為本實(shí)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(hù)套1、霍爾元件2連接座3、接插內(nèi)套4和凸鈕6、插針5、插座7、恒流源系統(tǒng)8及電纜9組成。其中塑料保護(hù)套1通過(guò)螺紋連接在中間空的連接座3的一端，以保護(hù)在非測(cè)量狀態(tài)時(shí)嵌塑在連接座3中的霍爾元件2，帶一凸鈕6的接插內(nèi)套4通過(guò)螺紋連接在連接座3的另一端。接插內(nèi)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(dǎo)線與霍爾元件2焊接，針頭的另一端插入恒流源系統(tǒng)8的插座7中?；魻杺鞲衅饔呻娎|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(shí)，用外力將橢圓形變?yōu)閳A形將其套在接插內(nèi)套4上，然后松開(kāi)外力，通過(guò)塑料彈性凸鈕6正好卡在方孔11中。接插內(nèi)套10的另一端通過(guò)螺紋與外套12的一端連接，外套12內(nèi)裝有印制板13，印制板13上焊接有三端穩(wěn)壓電源14和可調(diào)電位器15，外套12的另一端通過(guò)螺紋與底套16連接，底套16內(nèi)的電纜9將霍爾傳感器與儀器相連接。電纜9內(nèi)有被復(fù)絕緣層的導(dǎo)線17、18、19、20，導(dǎo)線17、18、19穿過(guò)外套12分別與插座7的三個(gè)引線腳焊接，插座7的另一個(gè)引線腳與印制板13上的B點(diǎn)焊接，導(dǎo)線20與印制板13上的A點(diǎn)焊接。這樣，整個(gè)霍爾傳感器構(gòu)成了可靠的電連接。
如圖3所示，在印制板13上，三端穩(wěn)壓電源14的兩端分別與A、B點(diǎn)焊接，中間端與可調(diào)電位器15的一固定端焊接?？烧{(diào)電位器15的可調(diào)端與B點(diǎn)焊接。這樣，構(gòu)成了可互換的霍爾傳感器的恒流源電路如圖4所示，由儀器通過(guò)導(dǎo)線19、20輸出一個(gè)直流電壓給可互換的霍爾傳感器的恒流源系統(tǒng)8，根據(jù)恒流源的工作原理，能產(chǎn)生一個(gè)相當(dāng)穩(wěn)定的工作電流輸給霍爾元件2，如將霍爾元件2置于磁場(chǎng)中，在垂直于電流及磁場(chǎng)方向產(chǎn)生一個(gè)霍爾電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)也相當(dāng)穩(wěn)定的，并通過(guò)導(dǎo)線17、18輸給儀器，作為儀器中運(yùn)算放大器的輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)儀器的轉(zhuǎn)換、運(yùn)算處理，從而測(cè)出磁場(chǎng)強(qiáng)度。
最后，將可互換的霍爾傳感器通過(guò)電纜9與儀器連接，儀器通過(guò)導(dǎo)線19、20輸出一個(gè)10～15mV直流電壓給可互換的霍爾傳感器的恒流源系統(tǒng)8，接著，將霍爾元件2置入磁場(chǎng)強(qiáng)度為100mT的標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)中，然后調(diào)節(jié)恒流源系統(tǒng)8中的可調(diào)電位器15，改變霍爾元件2中的工作電流，使霍爾元件2產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為10mV±0.05mV，于是調(diào)試完畢。
使用者只需任意更換調(diào)整好的可互換的霍爾傳感器即可。
權(quán)利要求1.一種可互換的霍爾傳感器，由塑料保護(hù)套1、霍爾元件2電纜9組成，其特征在于還有連接座3、帶一凸鈕6的接插內(nèi)套4插針5、插座7、恒流源系統(tǒng)8、接插外套10和方孔11，其中塑料保護(hù)套1通過(guò)螺紋連接在中空的連接座3的一端，帶一凸鈕6的接插內(nèi)套4通過(guò)螺紋連接在連接座3的另一端，接插內(nèi)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(dǎo)線與霍爾元件2焊接，針頭的另一端插入恒流源系統(tǒng)8的插座7中，霍爾傳感器由電纜9與儀器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可互換的霍爾傳感器，其特征在于恒流源系統(tǒng)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(guò)螺紋與外套12的一端連接，外套12內(nèi)裝有印制板13，印制板13上焊接有三端穩(wěn)壓電源14和可調(diào)電位器15，外套12的另一端通過(guò)螺紋與底套16連接，底套16內(nèi)有電纜9，電纜9內(nèi)有被復(fù)絕緣空心導(dǎo)線17、18、19、20，導(dǎo)線17、18、19分別與插座7的三個(gè)引線腳焊接，另一個(gè)引線腳與印制板13上的B點(diǎn)焊接，導(dǎo)線20與印制板13上的A點(diǎn)焊接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可互換的霍爾傳感器，其特征在于印制板13上的三端穩(wěn)壓電源14的兩端與A、B點(diǎn)焊接，其中間一端與可調(diào)電位器15的一固定端焊接，可調(diào)電位器15的可調(diào)端與B點(diǎn)焊接。
專利摘要一種可互換的霍爾傳感器，由塑料保護(hù)套，霍爾元件和電纜組成同時(shí)還包括有連接座、帶凸鈕的接插內(nèi)套、插針、插座、恒流源系統(tǒng)接插外套和方孔，在接插外套上還連接一內(nèi)裝有焊接一穩(wěn)壓電源和一可調(diào)電位器的印制板的外套。采用上述結(jié)構(gòu)的可互換的霍爾傳感器，只需調(diào)節(jié)可調(diào)電位器就能保證霍爾元件產(chǎn)生一恒定的霍爾電動(dòng)勢(shì)作為儀器中的輸入信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了任何霍爾傳感器與儀器的互換，可用于任一磁測(cè)儀器。
文檔編號(hào)G01R33/06GK2108936SQ9121562
公開(kāi)日1992年7月1日 申請(qǐng)日期1991年6月28日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月28日
發(fā)明者王豐棋, 錢鋒, 張竹芳, 王鳴 申請(qǐng)人:上海第四電表廠