自1970年代以來,霍爾效應(yīng)傳感設(shè)備已廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)和消費產(chǎn)品,例如縫紉機(jī),汽車,機(jī)械工具,醫(yī)療設(shè)備和計算機(jī)。
一百多年前,人們發(fā)現(xiàn)了霍爾效應(yīng)。然而,僅在最近的三十年中才開發(fā)出實際用途。它的一些首次應(yīng)用包括在1950年代的微波傳感器和1960年代的固態(tài)鍵盤中使用。自1970年代以來,霍爾效應(yīng)傳感設(shè)備已廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)和消費產(chǎn)品,例如縫紉機(jī),汽車,機(jī)械工具,醫(yī)療設(shè)備和計算機(jī)。
什么是霍爾效應(yīng)傳感器?
霍爾效應(yīng)傳感器是磁性組件,可轉(zhuǎn)換磁性編碼的信息(例如位置,距離和速度),以便電子電路可以對其進(jìn)行處理。通常根據(jù)其輸出方式或操作方式對其進(jìn)行分類。
通過電壓輸出可將霍爾效應(yīng)傳感器分為數(shù)字傳感器和模擬傳感器。
模擬型傳感器提供連續(xù)的電壓輸出,該輸出在磁場較強(qiáng)時增大,在磁場較弱時減小。因此,模擬霍爾效應(yīng)傳感器的輸出電壓或放大率與通過它的磁通量強(qiáng)度成正比。
數(shù)字輸出霍爾效應(yīng)傳感器主要用于磁性開關(guān)應(yīng)用中,以提供數(shù)字電壓輸出。這樣,它們向系統(tǒng)提供ON或OFF輸入信號。
數(shù)字輸出霍爾效應(yīng)傳感器與模擬型傳感器的主要區(qū)別在于其控制電壓輸出的方式。數(shù)字輸出傳感器具有施密特觸發(fā)器,其內(nèi)置遲滯連接到運算放大器,而不是通過電源提供飽和極限。每當(dāng)磁通量超過其預(yù)設(shè)限制時,此開關(guān)將關(guān)閉傳感器輸出,并在磁通量穩(wěn)定后重新打開。
除了按輸出分類外,霍爾效應(yīng)傳感器還可以根據(jù)操作方式分為幾類,其中包括:
雙極霍爾效應(yīng)傳感器:
這是一種數(shù)字傳感器,使用正或負(fù)磁場進(jìn)行操作。磁鐵的正磁場或負(fù)磁場都會激活傳感器。在這種配置中,使用雙極霍爾效應(yīng)傳感器的開關(guān)的觸發(fā)方式與傳統(tǒng)的簧片開關(guān)幾乎相同。但是,霍爾效應(yīng)開關(guān)的另一個優(yōu)點是沒有機(jī)械觸點,因此在惡劣的環(huán)境中更加耐用。
單極霍爾效應(yīng)傳感器:
與雙極型傳感器相比,此類數(shù)字傳感器僅由磁體的一個極點(北極或南極)觸發(fā)。在開關(guān)中使用單極霍爾效應(yīng)傳感器可以使設(shè)置更加具體,并且僅在暴露于特定磁極時才激活。
直角和垂直角霍爾效應(yīng)傳感器:
更高級的霍爾效應(yīng)傳感器專注于除極以外的磁場成分。例如,直角傳感器測量磁場的正弦和余弦測量值,而垂直角傳感器則分析與芯片平面平行(而不是垂直)的磁場分量。
霍爾效應(yīng)傳感器的五個關(guān)鍵應(yīng)用
霍爾效應(yīng)傳感器在以下五個主要行業(yè)中被廣泛使用。
1、汽車和汽車安全
汽車和汽車安全行業(yè)在各種應(yīng)用中同時使用數(shù)字和模擬霍爾效應(yīng)傳感器。
在汽車行業(yè)中數(shù)字霍爾效應(yīng)傳感器的應(yīng)用示例包括:
感應(yīng)座椅和安全帶位置,用于安全氣囊控制
感應(yīng)曲軸的角度位置以調(diào)整火花塞的點火角度
使用模擬類型傳感器的一些示例包括:
監(jiān)視和控制防抱死制動系統(tǒng)(ABS)中的車輪速度
調(diào)節(jié)電氣系統(tǒng)中的電壓
2、電器和消費品
家電和消費品行業(yè)在各種產(chǎn)品設(shè)計中集成了各種類型的霍爾效應(yīng)傳感器。例如:
數(shù)字單極傳感器可幫助洗衣機(jī)在洗滌周期中保持平衡。
模擬傳感器用作電源的可用性傳感器,電動工具上的電動機(jī)控制指示器和關(guān)閉裝置以及復(fù)印機(jī)中的供紙傳感器。
3、流體監(jiān)測
數(shù)字霍爾效應(yīng)傳感器通常用于監(jiān)視制造,供水和處理以及油氣工藝操作的流量和閥門位置。在流體監(jiān)測應(yīng)用中,模擬霍爾效應(yīng)傳感器還用于檢測隔膜壓力表中的隔膜壓力水平。
4、建筑自動化
在樓宇自動化操作中,承包商和分包商將數(shù)字和模擬霍爾效應(yīng)傳感器集成在一起。
數(shù)字接近感應(yīng)設(shè)備通常用于以下設(shè)計中:
自動沖水裝置
自動水槽
自動干手機(jī)
建筑和門禁系統(tǒng)
電梯
模擬傳感器用于:
運動感應(yīng)照明
運動感應(yīng)相機(jī)
5、個人電子
這是模擬和數(shù)字霍爾效應(yīng)傳感器持續(xù)普及的另一個領(lǐng)域。
數(shù)字傳感器的應(yīng)用包括:
電機(jī)控制裝置
攝影設(shè)備中的定時機(jī)制
模擬傳感器的應(yīng)用包括:
磁盤驅(qū)動器
電源保護(hù)器
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