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      霍爾開關--工作原理

      一. 霍爾開關-工作原理
      我廠生產的霍爾開關是一種有源磁電轉換器件,它是在霍爾效應原理的基礎上,利用集成封裝和組裝工藝制作而成,它可方便的把磁輸入信號轉換成實際應用中的電信號,同時又具備工業場合實際應用易操作和可靠性的要求。
      使用霍爾開關檢測磁場(磁鋼產生)的方法極為簡單,將霍爾開關作成各種規格的探頭,放在被測磁場中,因霍爾器件只對垂直於霍爾片的表面的磁感應強度敏感,因而必須令磁力線和器件表面垂直,通電後即可由輸出電壓得到被測磁場的磁感應強度。若不垂直,則應求出其垂直分量來計算被測磁場的磁感應強度值。而且,因霍爾元件的尺寸極小,可以進行多點檢測,由計算機進行數據處理,可以得到場的分布狀態,並可對狹縫,小孔中的磁場進行檢測
      用磁場作為被傳感物體的運動和位置信息載體時,一般采用永久磁鋼來產生工作磁場。例如,用一個5×4×2.5(mm3)的釹鐵硼Ⅱ號磁鋼,就可在它的磁極表面上得到約2300高斯的磁感應強度。在空氣間隙中,磁感應強度會隨感應距離增加而迅速下降。為保證霍爾器件,尤其是霍爾開關器件的可靠工作,在應用中要考慮有效工作間隙的長度。在計算總有效工作間隙時,應從霍爾開關表面算起。
      因為霍爾開關需要工作電源,在作運動或位置傳感時,一般令磁體隨被檢測物體運動,將霍爾器件固定在工作系統的適當位置,用它去檢測工作磁場,再從檢測結果中提取被檢信息。
      工作磁鋼和霍爾開關間的運動方式有:(a)對移;(b)側移;(c)旋轉;(d)遮斷。
      霍爾開關電路的輸出級一般是一個集電極開路的NPN晶體管,其使用規則和任何一種相似的NPN開關管相同。輸出管截止時,輸漏電流很小,一般只有幾nA,可以忽略,輸出電壓和其電源電壓相近,但電源電壓最高不得超過輸出管的擊穿電壓(即規定的極限電壓28V)。輸出管導通時,它的輸出端和線路的公共端短路。因此,必須外接一個電阻器(即負載電阻器)來限制流過管子的電流,使它不超過最大允許值(一般為100mA),以免損壞輸出管。輸出電流較大時,管子的飽和壓降也會隨之增大,使用者應當特別注意,僅這個電壓和你要控制的電路的截止電壓(或邏輯“零”)是兼容的
      霍爾器件的開關所需的電流大於100mA,可在霍爾開關電路與被電路間接入電流放大器或者繼電器轉接。
      內部原理圖 
      霍爾開關的開關作用能力是非常迅速的,典型的上升時間和下降時間在500nS範圍內,優於任何機械開關
          霍爾開關的輸入端是以磁感應強度B來表征的,當B值達到一定的程度(如B1)時,霍爾開關內部的觸發器翻轉,霍爾開關的輸出電平狀態也隨之翻轉。輸出端一般采用晶體管輸出,和接近開關類似有NPN、PNP、常開型、常閉型、鎖存型(雙極性)、雙信號輸出之分。
          我廠生產的霍爾開關具有無觸電、低功耗、長使用壽命、響應頻率高等特點,所采用的霍爾芯片含整個溫度範圍內的熱平衡集成電路,負的溫度補償特性,能與低成本磁鋼負溫度系數為最佳匹配,內部采用環氧樹脂封灌成一體化,所以能在各類惡劣環境下可靠的工作。霍爾開關可應用於接近開關,壓力開關,裡程表等,作為一種新型的電器配件。
      二. 霍爾開關-術語解釋
      1.磁感應強度:霍爾開關在工作時,它所要求磁鋼具有的磁場強度的大小。一般磁感應強度值B為0.02-0.05T。 
      2.響應頻率:按規定的1秒的時間間隔內,允許霍爾開關動作循環的次數。
      3.輸出狀態:分常開、常閉、鎖存。例如當無檢測物體時,常開型的 霍爾開關所接通的負載,由於霍爾開關內部的輸出晶體管的截止而不工作,當檢測到物體時,晶體管導通,負載得電工作。
      4.輸出形式:分NPN/PNP/常開/常閉多功能等幾種常用的形式輸出。
      5.動作距離: 動作距離是指檢測體按一定方式移動時,從基准位置(霍爾開關的感應表面)到開關動作時測得的基准位置到檢測面的空間距離。額定動作距離指 霍爾開關動作距離的標稱值。(本廠匹配磁鋼時使用此參數)
      6.回差距離:動作距離與復位距離之間的絕對值。(本廠匹配磁鋼時使用此參數)
      接線方式

      感應接近方式

      三. 霍爾開關-使用注意
      1: 本廠的直流型霍爾開關產品,所使用的 電壓為3-28VDC,其典型的應用範圍一般采用5-24VDC,過高的電壓會引起內部霍爾元器件穩升而變的不穩定,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,其輸出電流能力最大值為50mA。
      2: 當使用霍爾開關驅動感性負載時,請在負載兩端並入續流二極管,否則會因感性負載長期動作時的瞬態高壓脈衝影響霍爾開關的使用壽命。
      3:采用不同的磁性磁鐵,檢測距離有所不同,建議采用磁鐵直徑和產品檢測直徑相等。
      4:本公司提供的磁鐵均為釹硼體磁鐵。
      5:本廠產品均為SMD工藝生產制造,並經嚴格的測試合格後才出廠,在一般情況下使用均不會出現損壞。為了保證意外性發生,請用戶在接通電源前檢查接線是否正確,核定電壓是否為額定值。