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什么是霍尔传感器?它的工作原理是什么?

时间:2023-11-29 15:06:02来源:21ic电子网

导语:​霍尔传感器的工作原理是:磁场中有一个霍尔半导体片,恒定电流I从A到B通过该片。在洛仑兹力的作用下,I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移,使该片在CD方向上产生电位差,这就是所谓的霍尔电压。

  霍尔传感器的工作原理是:磁场中有一个霍尔半导体片,恒定电流I从A到B通过该片。在洛仑兹力的作用下,I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移,使该片在CD方向上产生电位差,这就是所谓的霍尔电压。

  什么是霍尔传感器?

  霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。根据霍尔效应,人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点,因此,在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。

  霍尔传感器常见的类型?

  1、霍尔压力传感器:敏感元件弹簧片一端固定,另一端安装着霍尔元件。当输入压力增加时,弹簧伸长,使处于恒定梯度磁场中的霍尔元件产生相应的位移,从霍尔元件输出的电压的大小即可反映出压力的大小。

  2、霍尔电流传感器:在磁芯上开一气隙,内置一个线性霍尔元件,器件通电后,便可由它输出的霍尔电压得出导线中流通电流的大小。

  霍尔传感器应用领域有?

  1、测量领域:可用于测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等;

  2、通讯领域:可用于放大器、振荡器、相敏检波、混频、分频、以及微波功率测量等;

  3、自动化技术领域:可用于无刷直流电机、速度传感、位置传感、自动记数、接近开关等。一、引言

  霍尔效应是测量磁场最常用的方法,并且霍尔效应传感器在现代得到了广泛的应用和广泛的应用。例如,它们在汽车上用作车轮转速传感器和曲轴或凸轮轴位置传感器。它们通常被用作开关、MEMS罗盘、接近传感器和其他应用。现在我们来看看这些传感器是如何工作的,但是首先,让我们来定义霍尔效应。

  目录

  一、引言

  二、什么是霍尔效应

  三、什么是霍尔效应传感器

  四、霍尔效应传感器是如何工作的

  五、霍尔效应传感器类型

  5.1阈值

  5.2线性

  六、霍尔效应传感器的用途

  6.1正面检测

  6.2侧向检测

  七、霍尔效应传感器应用

  7.1旋转应用中的霍尔效应传感器

  7.2近距离应用中的霍尔效应传感器

  7.3接近霍尔效应传感器在机器人技术中的应用

  八、如何测试霍尔效应传感器

  九、常见问题

  二、什么是霍尔效应

  描述霍尔效应如下所示:如果我们有一个像图中所示的导电板并向其施加电流,则电荷载流子将沿直线从一侧流向另一侧。

  现在,如果我们在极板附近施加一个磁场,我们可以在洛伦兹力的作用下破坏载流子的直线流。电子会偏向极板的一边,而正空穴则会偏向另一边。这意味着如果我们现在用电表连接另两个侧面,我们就可以得到一个可以测量的电压。

  如前所述,获得可测量电压的效果被称为霍尔效应,这是1879年埃德温·霍尔发现的。

  三、什么是霍尔效应传感器

  霍尔效应传感器检测磁场功率的变化。这种传感器为机器人传感器的应用提供了广泛的可能性。

  它们可用于接近、定位、速度和电流传感等应用。它们通常用于气动气缸上,用于将气缸的位置与PLC或机器人控制器进行通信。

  汽车、个人电子和机器人只是使用霍尔效应传感器的少数行业。根据应用的不同,它们比其他传感器有一些优势。

  它们被完全包裹起来,因为它们在磁场中工作,使它们不易受到肮脏或潮湿环境的损害。它们比机械系统在大量循环后磨损或倾斜读数的可能性更小。

  由于霍尔效应传感器不需要物理接触就可以正常工作,因此其可靠性和使用寿命在广泛的应用中非常有用。它们可以提供比机械单位更高的重复性和准确性,因为它们不会对机械或工具产生物理干扰。

  四、霍尔效应传感器是如何工作的

  最好从霍尔效应的基本知识开始理解霍尔效应传感器。当电流在磁场中流过导体时,电子被磁场推向导体的一侧。

  霍尔效应可以用来测量导体中的电流,这些导体是由特定的参数构成的。例如,一个扁平金属导体上的电压比一个导体周围的电压更能揭示霍尔效应。

  当磁场作用于平板上时,在导体上移动的电子被迫向一边移动。由于可以计算挠度之和,因此该装置有着广泛的应用。

  用平板导体计算霍尔效应传感器的磁场强度。当磁铁靠近传感器时,传感器检测到并将信息发送给控制器。

  当磁铁靠近传感器时,穿过极板的电荷转移到一边,一边产生正电荷,另一边产生负电荷。确定了极板两侧的电压差,可以用来计算磁强度或传感器的接近度。

  五、霍尔效应传感器类型

  霍尔效应传感器有两种基本类型:

  5.1阈值

  当磁场强度达到一定的振幅和/或极性时,阈值(也称为数字或开关)产生恒定的霍尔电压。有几种不同的阈值设备配置,例如锁存设备在正电场强度达到阈值时开启,但仅在相同强度的负电场达到阈值时关闭,在只有正电场达到阈值时开启,但在其他情况下关闭,以及当正负电场达到阈值时开启的设备。阈值也可以在一些计算机中编程。

  5.2线性

  线性(模拟输出传感器)产生与周围磁场强度成比例的霍尔电压。电压摆动的极性由周围磁场的方向决定。当表达性的动作必须被感知为位置的微小变化时,线性装置在音乐应用中更为常用。

  六、霍尔效应传感器的用途

  霍尔效应传感器是由磁场驱动的,在许多应用中,连接到运动轴或装置的单个永久磁铁可以控制装置。有许多不同形式的磁感应运动,包括“头朝上”、“侧向”、“推拉”和“推-推”等。为了保证磁力线的敏感度和磁通的最佳配置,必须保证磁力线的灵敏度始终处于正确的位置。

  为了确保线性度,还需要磁场强度发生显著变化的高场强磁体。有几种方法可以检测磁场,使用单个磁铁的两种最常见的传感配置如下所示:正面检测和侧面检测是两种类型的检测。


标签: 传感器​

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