引言

      霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)工作的半導(dǎo)體元件。由于霍爾元件轉(zhuǎn)換效率高、響應(yīng)速度快、動態(tài)范圍寬、頻率特性好、低噪音等特點(diǎn)，使霍爾傳感器在電機(jī)檢測、磁場強(qiáng)計(jì)、轉(zhuǎn)速控制器、位置檢測與自動控制等方面得到廣泛的應(yīng)用。在許多場合，需要了解霍爾傳感器的各種性能，本測試系統(tǒng)應(yīng)用Visual Basic可視化程序設(shè)計(jì)語言和單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的RS-232串行通信，實(shí)現(xiàn)霍爾傳感器參數(shù)的自動測量與記錄、分析。

      1 測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

      1．1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)與原理

      霍爾傳感器性能測試系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。信號處理電路板一方面接收霍爾傳感器的測量信號，并處理成標(biāo)準(zhǔn)信號傳送給單片機(jī)，另一方面根據(jù)單片機(jī)傳送的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，使霍爾傳感器在規(guī)定的條件下進(jìn)行工作。單片機(jī)通過RS-232串行通信口，向計(jì)算機(jī)傳送測量信號，并接收控制信號。計(jì)算機(jī)用于霍爾傳感器性能測試數(shù)據(jù)的顯示、分析和存儲。

圖1 測試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

      1．2信號處理原理

      本系統(tǒng)有霍爾傳感器的靈敏度KH和霍爾電勢溫度系數(shù)α二個(gè)測試參數(shù)。信號的處理如圖2所示。

圖2 信號處理原理圖

X1—控制信號，調(diào)節(jié)電阻R，控制磁場強(qiáng)度 X2—控制信號，調(diào)節(jié)霍爾傳感器的激勵(lì)電流
X3--控制信號，控制電源開關(guān) X4—控制信號，調(diào)節(jié)加熱器電壓來控制溫度
Y1—測試信號，測量霍爾傳感器的輸出電壓 Y2—測試信號，測量測試系統(tǒng)的環(huán)境溫度

      在輸出控制信號X3、X1和X2時(shí)，使霍爾傳感器工作在某一固定磁場強(qiáng)度和不同的激勵(lì)電流的條件下，或者在某一固定激勵(lì)電流和不同的磁場強(qiáng)度條件下，傳感器會輸出一系列的空載霍爾電勢，通過計(jì)算機(jī)的運(yùn)算，計(jì)算出不同條件下的靈敏度KH。在某一固定的磁場強(qiáng)度和激勵(lì)電流條件下，通過控制信號X4，改變電加熱器的電壓和測量測試系統(tǒng)的環(huán)境溫度信號Y2，來測量傳感器的霍爾電勢溫度系數(shù)α。

      2．RS-232串行通信實(shí)現(xiàn)

      2．1 串行通信的實(shí)現(xiàn)

      單片機(jī)和計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送是通過RS-232串行口實(shí)現(xiàn)的。計(jì)算機(jī)向單片機(jī)傳送控制命令和數(shù)據(jù)，由單片機(jī)把信號傳輸?shù)叫盘柼幚黼娐钒迳希缓笤贉y量信號處理電路板的輸出信號，通過串行口回傳給計(jì)算機(jī)。串行口數(shù)據(jù)通信協(xié)議是：數(shù)據(jù)傳輸速率為 9600bps，1位開始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無奇偶校驗(yàn)位。由于僅僅是單片機(jī)與計(jì)算機(jī)相互傳送信息，所以RS-232串行口只需要接收、發(fā)射和地三根導(dǎo)線。單片機(jī)采用AT89C52芯片，它的邏輯電平與計(jì)算機(jī)的RS-232的接口電平不一致，需要在單片機(jī)和計(jì)算機(jī)的RS-232串行口之間，設(shè)計(jì)一個(gè)MAX232芯片，該芯片可以實(shí)現(xiàn)把單片機(jī)的0V、+5V電壓轉(zhuǎn)換成RS232接口的邏輯“1”電平（-3 -- -15V）和邏輯“0”電平（+3 ---+15V）。如圖3所示，圖中C1 – C5均為1μF。

圖3 MAX232芯片的應(yīng)用