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霍尔效应传感器工作原理及应用说明

发表时间:2021-07-03 17:41【

  了解霍尔效应传感器以及它们如何以各种方式使用,从机器人到接近应用。

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  一、什么是霍尔效应传感器?


  霍尔效应传感器测量磁场强度的变化。该传感器为不同的机器人传感器应用创造了一系列独特的可能性。它们可用于接近度、定位、速度和电流传感应用。它们通常用于气缸以将气缸位置中继到PLC或机器人控制器。


  霍尔效应传感器可用于许多不同的行业,包括汽车、个人电子产品和机器人技术。根据应用的不同,它们比其他传感器有几个优点。


  由于它们使用磁场工作,因此它们被完全包裹起来,使其不易受到肮脏或潮湿环境的损坏。在像机械装置一样经过大量循环后,它们不太可能磨损或偏斜读数。由于霍尔效应传感器不需要物理接触即可正常工作,因此基于其可靠性和耐用性,可用于广泛的应用。与机械单元相比,它们可以提供可重复性和更准确的结果,因为它们不与机械或工具进行物理交互。


  二、霍尔效应传感器的工作原理?


  要了解霍尔效应传感器,最好从霍尔效应的基本理论开始。当电流在存在磁场的情况下流过导体时,磁场倾向于将电子推向导体的一侧。考虑到某些参数而构建的导体可以利用霍尔效应来测量电流。例如,扁平金属导体两端的电压显示的霍尔效应比圆形导体好得多。

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  当磁场被引入平板时,流过导体的电子被推向一侧。可以测量偏转量,从而为设备提供许多不同的有用应用。霍尔效应传感器由用于测量磁场强度的平板导体组成。当磁铁靠近传感器时,传感器可以检测到,并将信息转发回控制器。


  当磁铁靠近传感器时,平板上的电荷被推向一侧,在一侧产生正电荷,在另一侧产生负电荷。测量板两侧之间的电压差,可用于确定磁场强度或与传感器的接近程度。


  三、旋转应用中的霍尔效应传感器


  速度传感器通过计算轴或圆盘在一段时间内的转数来工作。连接到电机轴的磁盘在其周边包含磁铁,并在霍尔效应传感器旁边旋转。当磁铁经过传感器时,传感器的状态就会切换。传感器根据此信息计算转数。例如,如果圆盘或轴上有四个磁铁,传感器每转将切换状态四次。


  这允许传感器根据已知参数计算RPM,即每转将有四个脉冲。无刷直流电机使用这种技术来监控速度和检测轴位置。这使它们能够在特定的RPM范围内运行并随时调整电机速度。这使得电机更容易控制。它还使他们能够跟踪电机上轴的位置,使它们在机器人行业中比没有霍尔效应传感器的电机更加通用。


  四、接近应用中的霍尔效应传感器


  霍尔效应传感器能够基于磁场检测接近度。如果磁场强度恒定且已知,则可以找到传感器相对于磁铁的位置。传感器也可以在固定位置使用,当磁铁移动到其范围内时,它会切换状态,向控制器发出警报。接近霍尔效应传感器有许多不同的应用。它们用于机器人工具、机器人夹具、气动和许多其他非机器人应用。


  五、霍尔效应传感器在机器人技术中的常见应用


  霍尔效应传感器在机器人行业中很常见。它们用于显示气缸位置,它们可用于不同设备上的速度检测以及指示系统中运动部件的接近程度。

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  六、气缸的应用


  气缸的位置对于大多数机器人工具至关重要,通常需要传感器来传递传感器的位置。霍尔效应传感器可用于将气缸的位置传递给控制单元。它们比其他传感器具有优势,因为它们价格低廉,并且不像机械单元那样与气缸进行物理交互。


  它们在肮脏的环境中也能很好地工作,因为它们是完全密封的。气缸的气缸活塞内部有一块磁铁,每个行程的末端都放置了两个霍尔效应传感器。由于气缸通常要么收缩要么伸展,因此传感器只需要检测两个位置。对于大多数应用,双通道传感器用于气缸位置检测,该传感器使用两个独立的霍尔效应传感器来实现延长和缩回行程。


  七、接近霍尔效应传感器在机器人技术中的应用


  接近霍尔效应传感器在机器人技术中也占有一席之地。它们可用于检测磁场强度和磁铁的接近程度。使用霍尔效应传感器可以满足不同的安全措施。它们通常用于工具中,以对控制单元进行夹紧确认。


  夹紧确认通过锁定电池的操作直到零件完全夹紧,从而使电池安全运行。零件确认通常由嵌入工具中的磁铁决定,当正确夹紧时,这些磁铁会进入霍尔效应传感器的感应范围。当所有传感器都显示信号时,机器人控制器或PLC就知道该单元可以安全运行。


  霍尔效应传感器在机器人行业非常有用。大多数机器人细胞使用某种形式的霍尔效应传感器来感测细胞中的变化。直流无刷电机使用它们来读取速度和位置。气动气缸使用它们来检测气缸是伸出还是缩回。它们还可用于通过向控制实体提供工具夹具确认来保证工人的安全。如果不使用霍尔效应传感器,机器人行业将会大不相同。

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