感測器課程設計說明書
題目：由霍爾感測器構成的公共汽車門顯示裝置
專業： 電氣工程及其自動化
姓名學號：
指導教師：
同組成員：
完成日期： 2023年1月8日
目錄引言 2
一設計要求 3
二試驗原理分析和相關元件介紹 3
2.1 經典霍爾效應 3
2.2 霍爾感測器 3
2.3 霍爾接近開關 4
三電路原理分析 5
3.1 原理圖 5
3.2 原理圖分析 5
3.3 測試結果 6
四結語 6
五總結與思考及答謝 7
參考文獻 8
公共汽車門顯示裝置的設計
引言—車用感測器的應用現狀
車用感測器是電子控制系統的主要組成部分之一，在實現車輛電子化中占有舉足輕重的地位。
1、一輛電子控制系統比較完整的豪華轎車中，幾乎可以有20--30個霍爾感測器用於下列工作狀態的測量和控制：在汽車汽缸點火器中作電子斷續分電點火用；作汽車發動機轉速和曲軸角度感測器；作各種自動門窗的開關系統；作速度表和里程表；作防鎖死剎車系統(abs)中的速度感測器；各種液體液位檢測器；作各種用電負載的電流檢測及工作狀態診斷；發動機熄火檢測；作自動剎車系統(替代手剎)中的速度感測器；作蓄電池充電的電流控制器等。
2、在自動控制系統的電子電路中，普遍使用的是霍爾開關，它能夠感受接近物體磁通的變化，利用這種感測器對接近物體磁通變化的敏感特性達到控制開關通、斷的目的。並使用數碼管實現顯示功能。
一、設計要求
利用與非門與3片霍爾感測器構成車門狀態指示電路，用來實現檢測汽車車門是否關好，以保證行車安全.
二、實驗原理分析和相關元件介紹
2.1 經典霍爾效應
所謂霍爾效應，當載流導體或半導體處於與電流相垂直的磁場中時，在其兩端將產生電位差，這一現象被稱為霍爾效應。霍爾效應產生的電動勢被稱為霍爾電勢。霍爾效應的產生是由於運動電荷受磁場中洛倫茲力作用的結果。
2.2 霍爾感測器
霍爾感測器外觀圖（a）和引腳圖（b）
①引腳1接高電平12v高電平
②引腳2接地
③引腳3輸出電壓
2.3 霍爾接近開關
霍爾開關是開關型霍爾積體電路的一種應用形式。首先，開關型霍爾積體電路輸出的是數碼訊號，「0」代表低電平，「1」代表高電平。其次，霍爾器件是一種磁電轉換的磁敏感測器，它可以感受磁場的變化，因此需要使用磁性物體作為其接近物體。
通過霍爾開關檢測磁性物體的存在與否，達到控制開關通、斷的目的。霍爾接近開關應用示意圖如圖8所示。在圖8b中，磁極的軸線與霍爾接近開關的軸線在同一直線上。
當磁鐵隨運動部件移動到距霍爾接近開關幾公釐時，霍爾接近開關的輸出由高
電平變為低電平。
三、電路原理分析
3.1 原理圖
3.2 原理圖分析
實驗總體電路構造方案比較簡單，主要包括霍爾感測器和顯示部分（二極體）。
使用霍爾感測器，只要再配置一塊小永久磁鐵就很容易做成車門是否關好的指示器，例如公共汽車的三個門必須關閉，司機才可開車。電路如圖所示，三片開關型霍爾感測器分別裝在汽車的三個門框上，在車門適當位置各固定一塊磁鋼，當車門開著時，磁鋼遠離霍爾開關，輸出端為高電平。若三個門中有乙個未關好，則或非門輸出為低電平，紅燈亮，表示還有門未關好，若三個門都關好，則或非門輸出為高電平，綠燈亮，表示車門關好，司機可放心開車。
3.3 測試結果
霍爾開關的具體實現方式示意圖如圖1所示。霍爾開關(用b表示)安裝在門框上，而磁鋼安裝在門的上邊框上。當關門時，磁鋼剛好在霍爾開關正下方，且靠近霍爾開關，利用霍爾開關檢測面的霍爾效應，使開關內部電路狀態發生變化，霍爾開關能感受到磁鋼的存在。
當門未關好時，磁鋼離開霍爾開關，沒有磁場通過檢測面，檢測面不發生霍爾效應，感知到門沒有關嚴。
四、 結語
文中以車身前門的設計為例來說明整個系統設計過程，其實稍作改動該系統便可以應用到其他幾個車門。本文所研究和設計的開關門顯示裝置的特點是使用了非接觸霍爾開關。它是自動控制系統中使用十分普遍的一種感測器，其最大特點是非接觸性和可靠性高。
利用霍爾開關的這兩個特點正好可以滿足裝置中所需要非接觸開關的要求。該裝置製作容易，動作穩定、可靠，具有一定的實用價值，能夠大大方便人們的日常生活。
五、總結與思考及致謝
我們進行了為期五天的課程設計。通過這次課程設計，我拓寬了知識面，鍛鍊了能力，綜合素質得到較大提高。而安排課程設計的基本目的，是在於通過理論與實際的結合、人與人的溝通，進一步提高思想覺悟和領悟力。
尤其是觀察、分析和解決問題的實際工作能力。作為整個學習體系的有機組成部分，課程設計雖然安排在兩周進行，但並不具有絕對獨立的意義。它的乙個重要功能，在於運用學習成果，檢驗學習成果。
運用學習成果，把課堂上學到的系統化的理論知識，嘗試性地應用於實際設計工作，並從理論的高度對設計工作的現代化提出一些有針對性的建議和設想。檢驗學習成果，看一看課堂學習與實際工作到底有多大距離，並通過綜合分析，找出學習中存在的不足，以便為完善學習計畫，改變學習內容與方法提供實踐依據。對我們通訊專業的本科生來說，實際能力的培養至關重要，而這種實際能力的培養單靠課堂教學是遠遠不夠的，必須從課堂走向實踐。
這也是一次預演和準備畢業設計工作。通過課程設計，讓我們找出自身狀況與實際需要的差距，並在以後的學習期間及時補充相關知識，為求職與正式工作做好充分的知識、能力準備，從而縮短從校園走向社會的心理轉型期。課程設計促進了我係人才培養計畫的完善和課程設定的調整。
近年來，我係為適應學生的實踐需要陸續增設與調整了一系列課程，受到同學的歡迎，其中這次的設計很受同學們的喜歡。課程設計達到了專業學習的預期目的。在兩個星期的課程設計之後，我們普遍感到不僅實際動手能力有所提高，更重要的是通過對軟體開發流程的了解，進一步激發了我們對專業知識的興趣，並能夠結合實際存在的問題在專業領域內進行更深入的學習。
並且在這次課程設計的過程中，我真正接觸到了硬體，經歷從對硬體方面知識的欠缺到熟悉的過程，通過這次實驗，第一次覺得原來硬體並不像我想象中的那樣難，相反地，它是一門很有意思的課程，那麼多不同的小小的晶元組合在一起竟然可以實現你想象不到的效果，真的是很神奇！以前只是覺得軟體裡的程式很神奇，因為就是那些密密麻麻的**組合在一起也可以實現很特別的功能，現在看來硬體也蠻有意思的，總的說來，計算機真的是一門很神奇的課程，不管在哪些方面，都起著舉足輕重的作用，想想現在的各行各業，哪個不用到微型機，對於學習通訊專業的我來說，這應該是個警示，在剩下的大學生活裡，我應該好好珍惜，好好學習各方面的知識，這樣以後在工作中也不至於落下笑話，至少要讓別人覺得自己確實是學通訊工程專業出去的。至少在微控制器方面也是了解了一些些，我相信這次課程設計會對我以後的工作會有很大程度的益處，在此還要謝謝秦華老師的用心指導！
參考文獻
[1]陸曉青，車用感測器知多少，世界汽車2003，12(8)：12～13
[2]胡向東，感測器與檢測技術
[3]張勇，孟建新．霍爾效應的發展及應
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