霍爾接近開關(guān)原理

　　當(dāng)一塊通有電流的金屬或半導(dǎo)體薄片垂直地放在磁場中時，薄片的兩端就會產(chǎn)生電位差，這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應(yīng)。兩端具有的電位差值稱為霍爾電勢U，其表達(dá)式為： U=K·I·B/d，其中 K 為霍爾系數(shù)，I 為薄片中通過的電流，B 為外加磁場（洛倫慈力 Lorrentz）的磁感應(yīng)強度，d 是薄片的厚度。由此可見，霍爾效應(yīng)的靈敏度高低與外加磁場的磁感應(yīng)強度成正比。霍爾接近開關(guān)就屬于這種有源磁/電轉(zhuǎn)換器件，它是在霍爾效應(yīng)原理的基礎(chǔ)上，利用先進(jìn)的集成封裝和組裝工藝制作而成，它可方便地把磁輸入信號轉(zhuǎn)換成實際應(yīng)用中的電信號，同時又具備工業(yè)場合實際應(yīng)用易操作和可靠性的要求。 霍爾接近開關(guān)的輸入端是以磁感應(yīng)強度 B 來表征的，當(dāng) B 值達(dá)到一定的程度（如 B1）時，開關(guān)內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，霍爾接近開關(guān)的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉(zhuǎn)。輸出端一般采用晶體管輸出，和電感式接近開關(guān)類似的有：NPN、PNP、常開型、常閉型、鎖存型（雙極性）、雙信號輸出幾種類型。

　　霍爾接近開關(guān)是磁性接近開關(guān)中的一種，具有無觸電、低功耗、長使用壽命、響應(yīng)頻率高等特點，內(nèi)部采用環(huán)氧樹脂封灌制作成一體化結(jié)構(gòu)，所以能在各類惡劣環(huán)境下可靠地工作。它可應(yīng)用于接近開關(guān)、壓力開關(guān)、里程表等，它是一種新型的電器配件。霍爾式開關(guān)比電感式開關(guān)響應(yīng)頻率高，它用磁鋼觸發(fā)，電感式用導(dǎo)磁金屬觸發(fā)，霍爾式開關(guān)感應(yīng)距離除了與傳感器本身性能有關(guān)外，還與所選磁鋼磁場強度有關(guān)

　　霍爾接近開關(guān)術(shù)語解釋

　　① 磁感應(yīng)強度：霍爾接近開關(guān)在工作時，它所要求磁鋼具有的磁場強度的大小。一般磁感應(yīng)強度值B 為 0.02~0.05 特斯拉。

　　② 響應(yīng)頻率：按規(guī)定在 1 秒的時間間隔內(nèi)，允許霍爾開關(guān)動作循環(huán)的次數(shù)。

　　③ 輸出狀態(tài)：分為常開、常閉、鎖存等幾種類型。例如，當(dāng)無被檢測物體時，常開型的霍爾開關(guān)所接通的負(fù)載，由于霍爾接近開關(guān)內(nèi)部的輸出晶體管的截止而不工作；當(dāng)檢測到物體時，晶體管導(dǎo)通，負(fù)載得電工作。

　　④ 輸出形式：分為 NPN、PNP、常開、常閉、多功能等幾種常用的形式輸出。

　　⑤ 動作距離：動作距離是指被檢測物體按一定方式移動時，從基準(zhǔn)位置（霍爾開關(guān)的感應(yīng)表面）到開關(guān)動作時測得的基準(zhǔn)位置到檢測面的空間距離。額定動作距離指霍爾開關(guān)動作距離的標(biāo)稱值。

　　⑥ 回差距離：動作距離與復(fù)位距離之間的絕對值。

　　霍爾接近開關(guān)應(yīng)用實例

　　由于轉(zhuǎn)速信號是以脈沖形式出現(xiàn)的，當(dāng)被測磁性物體磁場強度達(dá)到 25 毫特斯拉以上時，其輸出是標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平。利用計算機的智能型控制、運算功能，組成的轉(zhuǎn)速表既簡單又精確。如用 3020 型霍爾式接近開關(guān)，單片機用 8031（它的晶振為 6MHz，經(jīng) 12 分頻后為 0.5MHz），則其測量的最大轉(zhuǎn)速為 0.5MHz，而最小測量轉(zhuǎn)速可無限低。

　　霍爾接近開關(guān)注意事項

　　① 直流型霍爾接近開關(guān)產(chǎn)品所使用的直流電壓為 3~28V，其典型的應(yīng)用范圍一般采用 5~24V，過高的電壓會引起其內(nèi)部霍爾元器件參數(shù)隨電壓升高而變化的不穩(wěn)定性，而過低的電壓容易讓外界的溫度變化影響磁場強度特性，從而引起電路誤動作。

　　② 當(dāng)使用霍爾接近開關(guān)驅(qū)動感性負(fù)載時，請在負(fù)載兩端并接入續(xù)流型二極管，否則會因感性負(fù)載長期動作時的瞬態(tài)高壓脈沖影響霍爾開關(guān)的使用壽命。

　　③ 一般霍爾接近開關(guān)產(chǎn)品用 SMD 工藝生產(chǎn)制造而成，并經(jīng)嚴(yán)格的測試合格后才出廠。在一般情況下使用是不會出現(xiàn)損壞現(xiàn)象的，但為了防止意外性事件發(fā)生，用戶在接通電源前應(yīng)檢查接線是否正確，并核定其電壓是否為額定值。

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