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霍尼威尔磁阻传感器及其应用设计方案
作者：RFID世界网 收编
来源：中国ic网
日期：2010-05-07 12:44:05
摘要：介绍了霍尼威尔公司的HMC和HMR系列磁阻传感器的主要特点和引脚排列，详细论述了HMR2300磁阻传器的特点、命令、数据格式和应用注意事项。最后给出了用霍尼威尔公司磁阻传感器进行一维和二维恒流源测量和数字接口的应用电路，同时给出了使用HMC2300、ADC、单片机、RS232接口和置位/复位电路构成的三维磁场测量电路。
1 霍尼威尔公司的磁阻传感器
霍尼威尔磁阻传感器一般由四个磁阻组成惠斯电桥，其供电电源为Vb。当电阻中有电流流过时，在电桥上便施加一个偏置磁场H，这将使得两具相对放置的电阻的磁化方向朝着电流方向转动，从而引起电阻阻值的增加；另外两个相对放置的电阻的磁化方向背向电流方向转动，从而引起电阻阻值减小。这样，便可在线性区域输出和外加磁场成正比的信号。霍尔威尔公司的HMC系列磁阻传感器主要有以下特性：
●磁场范围宽，其磁场测量范围高达±6高斯；
●把一维和二维传感器结合在一起可进行三维测量。其中，一维磁场传感器采用8脚SIP、8脚SOIC和8脚DIP塑料封装形式，二维磁场传感器采用16脚和20脚SOIC封装；
●结构可靠；
●集成度高，片内集成了霍尼威尔公司取得专利的置位/复位技术，因而可以减少温度漂移、非线性及在高磁场环境中对输出信号造成的影响。而片内偏置电路则可消除磁场失真的影响。HMC系列磁阻传感器的主要型号如表1所列，图1所示是其中6种型号的引脚排列和定义。
2 智能数字磁场计HMR2300
2.1 特点 HMR2300是霍尔威公司生产的智能数字磁场计。其主要特点如下：
●自带微处理器；
●成本低，使用方便，支持即插即用；
●量程为±2高斯，分辨率达67微高斯；
●采样速度可选（10～154采样点/秒）；
●可进行三轴数字输出（BCD码、ASCII码或二进制码）；
●具有9600或19.2波特率； ●带有符合RS-485接口的标准总线，可连接多个单元；
●符合RS-232标准，可进行单点读数。
2.2 输入命令
三轴智能数字磁场计HMR2300可用来检测磁场的强度和方向，并可与计算机直接通讯以输出X、Y、Z三个轴分量。HMR2300采用三个独立的桥路来定向检测磁场的X、Y、Z在个分量，电桥输出端相应电压的变化可通过一个16位AD转换器转换为数字量。
可输入命令组态数据（包括采样速率、输出格式、平均读数和零点偏移）。可利用电路板上的EEPROM来存储任意一项组态变化以便为下一次通电作准备。HMR2300的其它输入命令包括波特率设置、装置的ID号码设置和系列号码设置等，同时可选择50Hz和60Hz数字滤波器来抵消环境磁场造成的干扰。 HMR2300可以通过简单的命令与磁场计进行通讯，这些命令可通过标准键盘和任何通讯软件（如Windows中的超级终端）输入。表2为HMR2300的输入命令集。
*ddB ASCII ON
二进制 ON ASCII输出读数BCD ASCII格式（出厂时默认）
输出格式为带符号的16位二进制数 输出 *ddP
*ddC
ESC （X、Y、Z读数）
（X、Y、Z数据流）
（数据流停止） 输出一采样点的数据（出厂时默认）
按固定采速率连续输出数据
停止连续采样 采样速率 *ddR=nnn OK 设置采速率：nnn=10,20,25,30,40,50,60,100,123,154
点/秒（出厂时默认为20bps） 置位/复位模式 *ddT
SPACE S/R ON或S/R OFF
SET
RST ON：自动的S/R脉冲（出厂时默认）
OFF：手动的S/R脉冲
空格键：单一形式的S/R：SET为置位脉冲
RST为复位脉冲 装置的ID号 *99ID
*ddWE*ddID=nn ID=nn
OK 读装置的ID号（出厂时默认ID=00）
设置装置的ID，nn可从00至98 波特率 *ddWE
*99!BR=F OK
波特率=9600
OK
波特率=19200 设置波特率为9600bps(出厂时默认)
设置波特率为19200bps 零点读数 *ddZR 零点ON后零点OFF 零点读数将存储现有读数，将其作为反向偏置，读取输出零磁场；下一次ZR命令将关闭这一命令（出厂时默认设置为OFF） 平均读数 *ddV 平均值ON或平均值OFF 按下式对当点X（N）进行平均：Xavg=X（N）/2+X（N-1）/4+X（N-2）/8+X（N-3）/16+...每次输入该命令将执行与上一次相反的命令（出厂时默认设置为OFF） 询部设置 *ddQ 读设置参数（ASCII、POLLED、S/R ON、ZERO OFF、AVG OFF、ID=00、20bps）
注意：1.所有输入必须带回车，大小字母均接受，器件编号是十进制数00到99，99是通用编号，对所有器件均起作用；2.只有当COM设置为9600或19200波特率、1位停止位、无奇偶校验以及8位时，HMR2300才会响应。 2.3 数据格式 HMR2300的X、Y、Z三轴输出均为16位数字量，输出数据格式可以是带符号的16位数（符号位+15位数字），也可以是BCD ASCII码。通过“ddA”命令可选择ASCII格式；而通过“ddB”命令则可选择二进制格式。 按二进制格式输出的顺序是：X hi、X lo、Y hi、Y lo、Z hi、Z lo、回车。二进制格式只需传输7个字节。而BCD，ASCII格式虽然便于用户理解，但每次读取数据均需传送28个字节，这对采样速率
霍尼威尔磁阻传感器一般由四个磁阻组成惠斯电桥，其供电电源为Vb。当电阻中有电流流过时，在电桥上便施加一个偏置磁场H，这将使得两具相对放置的电阻的磁化方向朝着电流方向转动，从而引起电阻阻值的增加；另外两个相对放置的电阻的磁化方向背向电流方向转动，从而引起电阻阻值减小。这样，便可在线性区域输出和外加磁场成正比的信号。霍尔威尔公司的HMC系列磁阻传感器主要有以下特性：
●磁场范围宽，其磁场测量范围高达±6高斯；
●把一维和二维传感器结合在一起可进行三维测量。其中，一维磁场传感器采用8脚SIP、8脚SOIC和8脚DIP塑料封装形式，二维磁场传感器采用16脚和20脚SOIC封装；
●结构可靠；
●集成度高，片内集成了霍尼威尔公司取得专利的置位/复位技术，因而可以减少温度漂移、非线性及在高磁场环境中对输出信号造成的影响。而片内偏置电路则可消除磁场失真的影响。HMC系列磁阻传感器的主要型号如表1所列，图1所示是其中6种型号的引脚排列和定义。
2 智能数字磁场计HMR2300
2.1 特点 HMR2300是霍尔威公司生产的智能数字磁场计。其主要特点如下：
●自带微处理器；
●成本低，使用方便，支持即插即用；
●量程为±2高斯，分辨率达67微高斯；
●采样速度可选（10～154采样点/秒）；
●可进行三轴数字输出（BCD码、ASCII码或二进制码）；
●具有9600或19.2波特率； ●带有符合RS-485接口的标准总线，可连接多个单元；
●符合RS-232标准，可进行单点读数。
2.2 输入命令
三轴智能数字磁场计HMR2300可用来检测磁场的强度和方向，并可与计算机直接通讯以输出X、Y、Z三个轴分量。HMR2300采用三个独立的桥路来定向检测磁场的X、Y、Z在个分量，电桥输出端相应电压的变化可通过一个16位AD转换器转换为数字量。
可输入命令组态数据（包括采样速率、输出格式、平均读数和零点偏移）。可利用电路板上的EEPROM来存储任意一项组态变化以便为下一次通电作准备。HMR2300的其它输入命令包括波特率设置、装置的ID号码设置和系列号码设置等，同时可选择50Hz和60Hz数字滤波器来抵消环境磁场造成的干扰。 HMR2300可以通过简单的命令与磁场计进行通讯，这些命令可通过标准键盘和任何通讯软件（如Windows中的超级终端）输入。表2为HMR2300的输入命令集。
*ddB ASCII ON
二进制 ON ASCII输出读数BCD ASCII格式（出厂时默认）
输出格式为带符号的16位二进制数 输出 *ddP
*ddC
ESC （X、Y、Z读数）
（X、Y、Z数据流）
（数据流停止） 输出一采样点的数据（出厂时默认）
按固定采速率连续输出数据
停止连续采样 采样速率 *ddR=nnn OK 设置采速率：nnn=10,20,25,30,40,50,60,100,123,154
点/秒（出厂时默认为20bps） 置位/复位模式 *ddT
SPACE S/R ON或S/R OFF
SET
RST ON：自动的S/R脉冲（出厂时默认）
OFF：手动的S/R脉冲
空格键：单一形式的S/R：SET为置位脉冲
RST为复位脉冲 装置的ID号 *99ID
*ddWE*ddID=nn ID=nn
OK 读装置的ID号（出厂时默认ID=00）
设置装置的ID，nn可从00至98 波特率 *ddWE
*99!BR=F OK
波特率=9600
OK
波特率=19200 设置波特率为9600bps(出厂时默认)
设置波特率为19200bps 零点读数 *ddZR 零点ON后零点OFF 零点读数将存储现有读数，将其作为反向偏置，读取输出零磁场；下一次ZR命令将关闭这一命令（出厂时默认设置为OFF） 平均读数 *ddV 平均值ON或平均值OFF 按下式对当点X（N）进行平均：Xavg=X（N）/2+X（N-1）/4+X（N-2）/8+X（N-3）/16+...每次输入该命令将执行与上一次相反的命令（出厂时默认设置为OFF） 询部设置 *ddQ 读设置参数（ASCII、POLLED、S/R ON、ZERO OFF、AVG OFF、ID=00、20bps）
注意：1.所有输入必须带回车，大小字母均接受，器件编号是十进制数00到99，99是通用编号，对所有器件均起作用；2.只有当COM设置为9600或19200波特率、1位停止位、无奇偶校验以及8位时，HMR2300才会响应。 2.3 数据格式 HMR2300的X、Y、Z三轴输出均为16位数字量，输出数据格式可以是带符号的16位数（符号位+15位数字），也可以是BCD ASCII码。通过“ddA”命令可选择ASCII格式；而通过“ddB”命令则可选择二进制格式。 按二进制格式输出的顺序是：X hi、X lo、Y hi、Y lo、Z hi、Z lo、回车。二进制格式只需传输7个字节。而BCD，ASCII格式虽然便于用户理解，但每次读取数据均需传送28个字节，这对采样速率
