霍尼威爾磁阻傳感器及其應(yīng)用設(shè)計(jì)方案

　　1 霍尼威爾公司的磁阻傳感器 

　　霍尼威爾磁阻傳感器一般由四個(gè)磁阻組成惠斯電橋，其供電電源為Vb。當(dāng)電阻中有電流流過(guò)時(shí)，在電橋上便施加一個(gè)偏置磁場(chǎng)H，這將使得兩具相對(duì)放置的電阻的磁化方向朝著電流方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而引起電阻阻值的增加；另外兩個(gè)相對(duì)放置的電阻的磁化方向背向電流方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而引起電阻阻值減小。這樣，便可在線性區(qū)域輸出和外加磁場(chǎng)成正比的信號(hào)。霍爾威爾公司的HMC系列磁阻傳感器主要有以下特性： 
　　
　　●磁場(chǎng)范圍寬，其磁場(chǎng)測(cè)量范圍高達(dá)±6高斯； 
　　●把一維和二維傳感器結(jié)合在一起可進(jìn)行三維測(cè)量。其中，一維磁場(chǎng)傳感器采用8腳SIP、8腳SOIC和8腳DIP塑料封裝形式，二維磁場(chǎng)傳感器采用16腳和20腳SOIC封裝； 
　　●結(jié)構(gòu)可靠； 
　　●集成度高，片內(nèi)集成了霍尼威爾公司取得專利的置位/復(fù)位技術(shù)，因而可以減少溫度漂移、非線性及在高磁場(chǎng)環(huán)境中對(duì)輸出信號(hào)造成的影響。而片內(nèi)偏置電路則可消除磁場(chǎng)失真的影響。HMC系列磁阻傳感器的主要型號(hào)如表1所列，圖1所示是其中6種型號(hào)的引腳排列和定義。 

　　2 智能數(shù)字磁場(chǎng)計(jì)HMR2300 

　　2.1 特點(diǎn) HMR2300是霍爾威公司生產(chǎn)的智能數(shù)字磁場(chǎng)計(jì)。其主要特點(diǎn)如下： 

　　●自帶微處理器； 
　　●成本低，使用方便，支持即插即用； 
　　●量程為±2高斯，分辨率達(dá)67微高斯； 
　　●采樣速度可選（10～154采樣點(diǎn)/秒）； 
　　●可進(jìn)行三軸數(shù)字輸出（BCD碼、ASCII碼或二進(jìn)制碼）； 
　　●具有9600或19.2波特率； ●帶有符合RS-485接口的標(biāo)準(zhǔn)總線，可連接多個(gè)單元； 
　　●符合RS-232標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)行單點(diǎn)讀數(shù)。


　　2.2 輸入命令 
　　
　　三軸智能數(shù)字磁場(chǎng)計(jì)HMR2300可用來(lái)檢測(cè)磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向，并可與計(jì)算機(jī)直接通訊以輸出X、Y、Z三個(gè)軸分量。HMR2300采用三個(gè)獨(dú)立的橋路來(lái)定向檢測(cè)磁場(chǎng)的X、Y、Z在個(gè)分量，電橋輸出端相應(yīng)電壓的變化可通過(guò)一個(gè)16位AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。

　　可輸入命令組態(tài)數(shù)據(jù)（包括采樣速率、輸出格式、平均讀數(shù)和零點(diǎn)偏移）。可利用電路板上的EEPROM來(lái)存儲(chǔ)任意一項(xiàng)組態(tài)變化以便為下一次通電作準(zhǔn)備。HMR2300的其它輸入命令包括波特率設(shè)置、裝置的ID號(hào)碼設(shè)置和系列號(hào)碼設(shè)置等，同時(shí)可選擇50Hz和60Hz數(shù)字濾波器來(lái)抵消環(huán)境磁場(chǎng)造成的干擾。 HMR2300可以通過(guò)簡(jiǎn)單的命令與磁場(chǎng)計(jì)進(jìn)行通訊，這些命令可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)和任何通訊軟件（如Windows中的超級(jí)終端）輸入。表2為HMR2300的輸入命令集。

　　*ddB ASCII ON

　　二進(jìn)制 ON ASCII輸出讀數(shù)BCD ASCII格式（出廠時(shí)默認(rèn)）

　　輸出格式為帶符號(hào)的16位二進(jìn)制數(shù) 輸出 *ddP

　　*ddC

　　ESC （X、Y、Z讀數(shù)）
　
　?。╔、Y、Z數(shù)據(jù)流）

　　（數(shù)據(jù)流停止） 輸出一采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)（出廠時(shí)默認(rèn)）

　　按固定采速率連續(xù)輸出數(shù)據(jù)

　　停止連續(xù)采樣 采樣速率 *ddR=nnn OK 設(shè)置采速率：nnn=10,20,25,30,40,50,60,100,123,154

　　點(diǎn)/秒（出廠時(shí)默認(rèn)為20bps） 置位/復(fù)位模式 *ddT

　　SPACE S/R ON或S/R OFF

　　SET

　　RST ON：自動(dòng)的S/R脈沖（出廠時(shí)默認(rèn)）

　　OFF：手動(dòng)的S/R脈沖

　　空格鍵：?jiǎn)我恍问降腟/R：SET為置位脈沖

　　RST為復(fù)位脈沖 裝置的ID號(hào) *99ID

　　*ddWE*ddID=nn ID=nn

　　OK 讀裝置的ID號(hào)（出廠時(shí)默認(rèn)ID=00）

　　設(shè)置裝置的ID，nn可從00至98 波特率 *ddWE

　　*99!BR=F OK

　　波特率=9600

　　OK

　　波特率=19200 設(shè)置波特率為9600bps(出廠時(shí)默認(rèn))

　　設(shè)置波特率為19200bps 零點(diǎn)讀數(shù) *ddZR 零點(diǎn)ON后零點(diǎn)OFF 零點(diǎn)讀數(shù)將存儲(chǔ)現(xiàn)有讀數(shù)，將其作為反向偏置，讀取輸出零磁場(chǎng)；下一次ZR命令將關(guān)閉這一命令（出廠時(shí)默認(rèn)設(shè)置為OFF） 平均讀數(shù) *ddV 平均值ON或平均值OFF 按下式對(duì)當(dāng)點(diǎn)X（N）進(jìn)行平均：Xavg=X（N）/2+X（N-1）/4+X（N-2）/8+X（N-3）/16+...每次輸入該命令將執(zhí)行與上一次相反的命令（出廠時(shí)默認(rèn)設(shè)置為OFF） 詢部設(shè)置 *ddQ 　 讀設(shè)置參數(shù)（ASCII、POLLED、S/R ON、ZERO OFF、AVG OFF、ID=00、20bps） 

　　注意：1.所有輸入必須帶回車，大小字母均接受，器件編號(hào)是十進(jìn)制數(shù)00到99，99是通用編號(hào)，對(duì)所有器件均起作用；2.只有當(dāng)COM設(shè)置為9600或19200波特率、1位停止位、無(wú)奇偶校驗(yàn)以及8位時(shí)，HMR2300才會(huì)響應(yīng)。 2.3 數(shù)據(jù)格式 HMR2300的X、Y、Z三軸輸出均為16位數(shù)字量，輸出數(shù)據(jù)格式可以是帶符號(hào)的16位數(shù)（符號(hào)位+15位數(shù)字），也可以是BCD ASCII碼。通過(guò)“ddA”命令可選擇ASCII格式；而通過(guò)“ddB”命令則可選擇二進(jìn)制格式。 按二進(jìn)制格式輸出的順序是：X hi、X lo、Y hi、Y lo、Z hi、Z lo、回車。二進(jìn)制格式只需傳輸7個(gè)字節(jié)。而B(niǎo)CD，ASCII格式雖然便于用戶理解，但每次讀取數(shù)據(jù)均需傳送28個(gè)字節(jié)，這對(duì)采樣速率