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          霍爾效應傳感器工作原理及應用說明

          發表時間:2021-07-03 17:41【 閱讀量:-

            了解霍爾效應傳感器以及它們如何以各種方式使用,從機器人到接近應用。

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            一、什么是霍爾效應傳感器?


            霍爾效應傳感器測量磁場強度的變化。該傳感器為不同的機器人傳感器應用創造了一系列獨特的可能性。它們可用于接近度、定位、速度和電流傳感應用。它們通常用于氣缸以將氣缸位置中繼到PLC或機器人控制器。


            霍爾效應傳感器可用于許多不同的行業,包括汽車、個人電子產品和機器人技術。根據應用的不同,它們比其他傳感器有幾個優點。


            由于它們使用磁場工作,因此它們被完全包裹起來,使其不易受到骯臟或潮濕環境的損壞。在像機械裝置一樣經過大量循環后,它們不太可能磨損或偏斜讀數。由于霍爾效應傳感器不需要物理接觸即可正常工作,因此基于其可靠性和耐用性,可用于廣泛的應用。與機械單元相比,它們可以提供可重復性和更準確的結果,因為它們不與機械或工具進行物理交互。


            二、霍爾效應傳感器的工作原理?


            要了解霍爾效應傳感器,最好從霍爾效應的基本理論開始。當電流在存在磁場的情況下流過導體時,磁場傾向于將電子推向導體的一側??紤]到某些參數而構建的導體可以利用霍爾效應來測量電流。例如,扁平金屬導體兩端的電壓顯示的霍爾效應比圓形導體好得多。

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            當磁場被引入平板時,流過導體的電子被推向一側??梢詼y量偏轉量,從而為設備提供許多不同的有用應用?;魻栃獋鞲衅饔捎糜跍y量磁場強度的平板導體組成。當磁鐵靠近傳感器時,傳感器可以檢測到,并將信息轉發回控制器。


            當磁鐵靠近傳感器時,平板上的電荷被推向一側,在一側產生正電荷,在另一側產生負電荷。測量板兩側之間的電壓差,可用于確定磁場強度或與傳感器的接近程度。


            三、旋轉應用中的霍爾效應傳感器


            速度傳感器通過計算軸或圓盤在一段時間內的轉數來工作。連接到電機軸的磁盤在其周邊包含磁鐵,并在霍爾效應傳感器旁邊旋轉。當磁鐵經過傳感器時,傳感器的狀態就會切換。傳感器根據此信息計算轉數。例如,如果圓盤或軸上有四個磁鐵,傳感器每轉將切換狀態四次。


            這允許傳感器根據已知參數計算RPM,即每轉將有四個脈沖。無刷直流電機使用這種技術來監控速度和檢測軸位置。這使它們能夠在特定的RPM范圍內運行并隨時調整電機速度。這使得電機更容易控制。它還使他們能夠跟蹤電機上軸的位置,使它們在機器人行業中比沒有霍爾效應傳感器的電機更加通用。


            四、接近應用中的霍爾效應傳感器


            霍爾效應傳感器能夠基于磁場檢測接近度。如果磁場強度恒定且已知,則可以找到傳感器相對于磁鐵的位置。傳感器也可以在固定位置使用,當磁鐵移動到其范圍內時,它會切換狀態,向控制器發出警報。接近霍爾效應傳感器有許多不同的應用。它們用于機器人工具、機器人夾具、氣動和許多其他非機器人應用。


            五、霍爾效應傳感器在機器人技術中的常見應用


            霍爾效應傳感器在機器人行業中很常見。它們用于顯示氣缸位置,它們可用于不同設備上的速度檢測以及指示系統中運動部件的接近程度。

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            六、氣缸的應用


            氣缸的位置對于大多數機器人工具至關重要,通常需要傳感器來傳遞傳感器的位置?;魻栃獋鞲衅骺捎糜趯飧椎奈恢脗鬟f給控制單元。它們比其他傳感器具有優勢,因為它們價格低廉,并且不像機械單元那樣與氣缸進行物理交互。


            它們在骯臟的環境中也能很好地工作,因為它們是完全密封的。氣缸的氣缸活塞內部有一塊磁鐵,每個行程的末端都放置了兩個霍爾效應傳感器。由于氣缸通常要么收縮要么伸展,因此傳感器只需要檢測兩個位置。對于大多數應用,雙通道傳感器用于氣缸位置檢測,該傳感器使用兩個獨立的霍爾效應傳感器來實現延長和縮回行程。


            七、接近霍爾效應傳感器在機器人技術中的應用


            接近霍爾效應傳感器在機器人技術中也占有一席之地。它們可用于檢測磁場強度和磁鐵的接近程度。使用霍爾效應傳感器可以滿足不同的安全措施。它們通常用于工具中,以對控制單元進行夾緊確認。


            夾緊確認通過鎖定電池的操作直到零件完全夾緊,從而使電池安全運行。零件確認通常由嵌入工具中的磁鐵決定,當正確夾緊時,這些磁鐵會進入霍爾效應傳感器的感應范圍。當所有傳感器都顯示信號時,機器人控制器或PLC就知道該單元可以安全運行。


            霍爾效應傳感器在機器人行業非常有用。大多數機器人細胞使用某種形式的霍爾效應傳感器來感測細胞中的變化。直流無刷電機使用它們來讀取速度和位置。氣動氣缸使用它們來檢測氣缸是伸出還是縮回。它們還可用于通過向控制實體提供工具夾具確認來保證工人的安全。如果不使用霍爾效應傳感器,機器人行業將會大不相同。

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