霍尔效应传感器和单极传感器以怎样的方式进行工作?
霍尔效应传感器是洛伦兹力起作用的结果。当细导体(或半导体)有稳定的电流流过它并且放置磁铁时,使其磁场垂直于该电流,电流的磁场会对永磁体的磁场产生反应,导致由于洛伦兹力,流过导体的电子被拉到导体的一侧。这会在导体中产生电位差,称为霍尔电压。霍尔电压的大小与磁场强度成正比。
所述洛伦兹力是力的颗粒经历由于电场和磁场。霍尔效应用于传感器,其中产生的霍尔电压可以指示磁场的存在、不存在或强度。尽管霍尔传感器通过检测磁场来工作,但它们可用于感测各种参数,包括位置、温度、电流和压力。
霍尔效应传感器通常分为两类:数字霍尔效应传感器(包括霍尔效应开关和霍尔效应锁存器)和模拟霍尔效应传感器。
霍尔效应开关-也称为单极传感器-与预定义的磁通量阈值相比,检测磁场的存在(或不存在)。当检测到合适的磁场时,开关打开(关闭),当磁场消失时,开关关闭(打开)。接近传感器是霍尔效应开关的常见应用。
霍尔效应锁存器(也称为双极传感器)的操作类似于开关,但当施加正磁场时锁存器打开(关闭),并且即使在磁场移除时也保持打开状态。相反,当施加负磁场时锁存器关闭(打开)并且即使在磁场移除时也保持关闭。霍尔效应锁存器通常用于无刷直流(BLDC)电机,以检测转子位置以进行正确换向。
数字霍尔效应传感器包含施密特触发器——一种将开关阈值调整到信号上升沿的稍高点和信号下降沿的稍低点的电路。这些开关点之间的差异称为迟滞,可确保开关不会因输入信号中的噪声而发生振荡或开关。
模拟或线性霍尔效应传感器产生与磁通密度(磁场强度)成正比的连续输出电压,这使得它们适用于测量位置和运动。事实上,许多磁性旋转编码器使用线性霍尔效应传感器。然而,流动电流和磁场的相互作用会产生一个非常小的霍尔电压,因此线性霍尔传感器通常包含一个放大器来增加输出电压,以及其他信号调节电子设备以改善传感器的响应并补偿温度效果。
霍尔效应器件是出色的传感元件,因为它们完全非接触且没有活动部件,因此使用寿命长。而且它们可以在高速和开关频率下运行,并具有出色的可重复性。