霍爾傳感器KHW-08DB工作原理及應(yīng)用范圍
霍爾集成電路是霍爾元件與電子線路一體化的產(chǎn)品,它是由霍爾元件、放大器、溫度補(bǔ)償電路和穩(wěn)壓電路利用集成電路工藝技術(shù)制成的。它能感知一切與磁有關(guān)的物理量,又能輸出相關(guān)的電控信息,所以霍爾集成電路既是一種集成電路,又是一種磁敏傳感器,它一般采用DIP或扁平封裝。
霍爾接近開關(guān)是根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制成的新型自動(dòng)化開關(guān)器件。是以永磁體或?qū)Т朋w作為觸發(fā)媒介的無觸點(diǎn)電子開關(guān),通過霍爾效應(yīng)元件接受磁力線的信號(hào),經(jīng)放大、整形后控制輸出狀態(tài)的通斷。由霍爾開關(guān)電路、保護(hù)器、狀態(tài)指示燈、防水外殼等組成,可將磁訊號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓輸出。是實(shí)現(xiàn)位置控制、狀態(tài)控制、測(cè)速、計(jì)數(shù)、方向鑒別、自動(dòng)保護(hù)的優(yōu)選品種。其檢測(cè)對(duì)象須是磁性物體。
產(chǎn)品特點(diǎn): KHW-08DB
1、 響應(yīng)頻率高
2、重復(fù)定位精度高
3、 輸出波形純凈、性能穩(wěn)定
4、帶工作狀態(tài)指示
5、穩(wěn)定、可以在油污、粉塵、振動(dòng)和溫差大的惡劣環(huán)境中可靠工作
6、 可以設(shè)置多重保護(hù)功能:反向極性保護(hù),浪涌電壓保護(hù)和過熱保
7、 多種工作模式:常開、常閉、自鎖、NPN輸出、PNP輸出
霍爾傳感器KHW-08DB
一、霍爾集成電路的原理
當(dāng)將一塊通電的半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場(chǎng)中時(shí),薄片兩側(cè)由此會(huì)產(chǎn)生電位差,此現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。此電位差稱為霍爾電勢(shì),電勢(shì)的大小E=KIB/d,式中K是霍爾系數(shù),d為薄片的厚度,I為電流,B為磁感應(yīng)強(qiáng)度。圖1示出霍爾效應(yīng)的原理:在三維空間內(nèi),霍爾半導(dǎo)體平板在XOY平面內(nèi),它與磁場(chǎng)方向垂直,磁場(chǎng)指向Y軸的方向,沿X軸方向通以電流I,由于運(yùn)動(dòng)的電荷與磁場(chǎng)的相互作用,結(jié)果在Z軸方向上產(chǎn)生了霍爾電勢(shì)E,一般其值可達(dá)幾十毫伏。為此,將霍爾元件與電子線路集成在一塊約2mm*2mm的硅基片上,就做成了溫度穩(wěn)定性好、可靠性高的霍爾集成電路。
二、典型霍爾集成電路結(jié)構(gòu)分析
霍爾集成電路按輸出方式可分為線性型和開關(guān)型,若按集成電路內(nèi)部的有源器件可分為雙極型和MOS型。圖2、圖3分別示出了一種雙極型霍爾集成電路內(nèi)部的原理結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu),圖2為開關(guān)型的,圖3為線性型的。
在圖2中IC內(nèi)通過霍爾元件H的磁性檢測(cè)反映為高低電平的輸出。V1、V2組成差分放大器,它將霍爾電勢(shì)放大,其放大倍數(shù)約幾十倍;V3、V4組成施密特觸發(fā)器,它將放大的霍爾電勢(shì)整形為矩形脈沖;V5、V6進(jìn)一步對(duì)矩形脈沖緩沖放大;V7、V8為開路集電極輸出管。圖2a中有兩個(gè)輸出端,這里之所以采用集電極開路輸出結(jié)構(gòu),是因?yàn)樗梢杂休^大的負(fù)載能力,且易于與不同類型的電路接口,但亦有部分霍爾集成電路采用發(fā)射極開路輸出形式,如圖2b、2c所示。
圖3所示是線性霍爾集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu),其輸出電壓能隨外加磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化而連續(xù)變化,其輸出變化曲線一般如圖4所示。它的特點(diǎn)是靈敏度高,輸出動(dòng)態(tài)范圍寬、線性度好。圖3a中V1、V2為差分放大器,R1、R2射極電阻的負(fù)反饋展寬了電路的線性范圍,V5、V6第二級(jí)差分放大使放大倍數(shù)很高。有的線性霍爾集成電路還設(shè)置了引出端外接電位器進(jìn)行補(bǔ)償、調(diào)零或改變電路的靈敏度。
三、霍爾集成電路的應(yīng)用
霍爾集成電路具有無觸點(diǎn)、無磨損、無火花、低功耗、壽命長(zhǎng)、靈敏度高、工作頻率高的特點(diǎn),它能在各種惡劣環(huán)境下可靠穩(wěn)定地工作。對(duì)于開關(guān)型霍爾IC,其基本的應(yīng)用是作為一種接近開關(guān),如可用作霍爾無觸點(diǎn)開關(guān)、限位開關(guān)、方向開關(guān)、壓力開關(guān)、轉(zhuǎn)速表等;線性型霍爾IC可用于非接觸測(cè)距、無觸點(diǎn)電位器、無刷馬達(dá)、磁場(chǎng)測(cè)量的高斯計(jì)、磁力探傷等。
對(duì)于開關(guān)型霍爾IC,其輸出端內(nèi)部一般為開路集電極晶體管或開路發(fā)射極輸出器形式,因此它能方便地與各種負(fù)載配接,如可直接驅(qū)動(dòng)晶體管、LED、光電耦合器、單雙向晶閘管和小電流繼電器等,并能和TTL及CMOS數(shù)字電路、PLC輸入口、固態(tài)繼電器、各種交直流電子開關(guān)接口。圖5~圖6示出各種驅(qū)動(dòng)接口方式,其中圖5中的霍爾IC為開路集電極輸出,圖6中的霍爾IC為開路發(fā)射極輸出形式。
四 、 應(yīng)用實(shí)例及電路
(1)霍爾電勢(shì)E=KIB/d,在實(shí)用中k I d值都是固定的,E是B的線性函數(shù),即把磁通量,由于線性霍爾集成電路的輸出電量隨其檢測(cè)的磁感應(yīng)強(qiáng)度而線性變化,所以用微安計(jì)即可測(cè)得磁場(chǎng)的高斯量。
(2)由于電場(chǎng)的存在必然產(chǎn)生磁場(chǎng),同樣地可以用線性霍爾IC來對(duì)交直流電流的變化進(jìn)行檢測(cè)。如圖8標(biāo)準(zhǔn)磁鐵芯有一缺口,其上有線圈并通有檢測(cè)電流,這時(shí)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)即可被芯隙處的線性霍爾IC感測(cè)同時(shí)輸出指示。利用這種方法還可進(jìn)行過流,過壓及欠壓保護(hù),其中霍爾IC亦可使用開關(guān)型的。
(3)在兩塊不同的極性的磁鐵中心的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,放置其中的線性霍爾IC產(chǎn)生偏離某一側(cè)的位移時(shí),霍爾IC的輸出電壓將與其位移量成正比,所以通過這種方法可測(cè)量使桿梁位移的力的大小。
(4)霍爾IC在無刷直流電機(jī)中代替電刷起電流換向作用,它克服了使用電刷所引起的噪聲大,易磨壞,壽命短等缺陷,其中R是無刷電機(jī)的永磁鐵轉(zhuǎn)子?;ハ啻怪钡闹睆椒较蛏系腍1,H2是兩塊霍爾線性IC,它們分別控制四個(gè)能依次給定子線圈L1-L4提供電流的晶體管。
(5) 測(cè)量轉(zhuǎn)數(shù)的方法如圖11所示。把小磁鐵固定在旋轉(zhuǎn)體上,每轉(zhuǎn)一周霍爾IC便輸出一個(gè)脈沖,用計(jì)數(shù)器測(cè)量脈沖數(shù)便可得轉(zhuǎn)數(shù),單位時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)即轉(zhuǎn)速。
(6)圖12為霍爾液位控制方法。在浮子上固定一磁鐵,當(dāng)液位上升,磁鐵靠近霍爾開關(guān)集成電路A時(shí),A的狀態(tài)翻轉(zhuǎn),控制電路使水泵停止工作,當(dāng)池中液位下降使浮子上磁鐵作用于霍爾開關(guān)B時(shí),控制電路使水泵工作。
(7)無觸點(diǎn)電位器的應(yīng)用電路如圖13所示?;魻柧€性IC與雙基極二極管組成一張弛震蕩器,該震蕩器輸出脈沖的形成及兩個(gè)脈沖的間隔取決于霍爾IC的輸出電壓,用霍爾IC來控制雙向可控硅的導(dǎo)通角,可以起到調(diào)功的作用。
(8)汽車電子點(diǎn)火器電路如圖14所示。當(dāng)汽車的起動(dòng)磁鋼作用于霍爾IC時(shí),開關(guān)型IC即輸出低電平,V1,V2突然截止,儲(chǔ)存于L中的磁能在L,C2槽路產(chǎn)生震蕩,形成約200V的交變電壓,又經(jīng)整個(gè)L升壓產(chǎn)生15kV以上的高壓,生成電火花,點(diǎn)燃汽車汽缸中的燃油。
(9)無觸點(diǎn)交流開關(guān)如圖15所示。當(dāng)磁鐵靠近霍爾開關(guān)IC時(shí),SCR截止;磁鐵離開后,單向可控硅導(dǎo)通,負(fù)載繼續(xù)工作。
(10)無線防盜報(bào)警器如圖16所示。門窗上的小磁鐵靠近霍爾開關(guān)IC時(shí),IC輸出低電平,V因無扁置而截止;但當(dāng)門窗發(fā)生位移時(shí),小磁鐵與IC分離,V通過R2獲得偏置,電路起振,向外發(fā)出無線電報(bào)警信號(hào)。
五、霍爾IC的使用注意事項(xiàng) :霍爾傳感器KHW-08DB
1、霍爾集成電路的使用電壓范圍較寬,但實(shí)用時(shí)電壓宜低不宜高,一般在4.5-6V為宜,過高的電源電壓會(huì)引起電路的溫升而使電路工作不穩(wěn)定。
2、開關(guān)型霍爾IC驅(qū)動(dòng)負(fù)載時(shí),其負(fù)載電流應(yīng)小于霍爾IC的負(fù)載能力。為了使霍爾的輸出電壓幅度大,一般其輸出端加接較大阻值的負(fù)載電阻。
3、霍爾IC驅(qū)動(dòng)的負(fù)載能力為感性時(shí),應(yīng)在輸出端加接續(xù)流二極管。
4、驅(qū)動(dòng)與霍爾IC不同的電平的負(fù)載時(shí)加接隔離與緩沖級(jí),可利用光電耦合器或加三極管驅(qū)動(dòng)級(jí)。
5 長(zhǎng)距離傳輸霍爾IC信號(hào)時(shí),可在開關(guān)輸出與地之間加接一只退耦電容器,消除干擾脈沖;傳送線性霍爾IC的輸出信號(hào)應(yīng)使用同軸電纜線,但長(zhǎng)不可大于幾十米。
6 大多數(shù)霍爾IC的磁感應(yīng)距離在5-10毫米,須在實(shí)用時(shí)加以控制,并安置的發(fā)信磁鋼應(yīng)與霍爾IC的感應(yīng)點(diǎn)正對(duì),減小磁路磁阻,使發(fā)信與檢測(cè)可靠準(zhǔn)確。
7 為了增強(qiáng)開關(guān)或線性霍爾IC的磁感應(yīng)靈敏度,使用時(shí)亦可利用小磁鋼增強(qiáng)磁偏置或加大發(fā)信磁鋼的面積 。
麻城施邁賽產(chǎn)品型號(hào)
縱向撕裂開關(guān)G22-04-G
玻璃鋼材質(zhì)拉繩開關(guān)G268-T1/G/Z 帶狀態(tài)報(bào)警指示燈
聲光報(bào)警器FB200DB,電源電壓220VAC,電壓頻率50-60Hz,喇叭功率180dB,外殼防生銹,抗腐蝕,防接地,可滿足長(zhǎng)期在沿海電廠使用。語音需要有以下選擇:“皮帶啟動(dòng),請(qǐng)注意安全”和“除鐵器啟動(dòng),請(qǐng)注意安全”。
防強(qiáng)磁耐高溫接近開關(guān)GY40-26700G+W電壓220VAC 0.2A方形
防強(qiáng)磁耐高溫接近開關(guān)GYX-2660F+W電壓24VDC 0.2A方形
光電開關(guān)Q60VR3AF2000
方形跑偏開關(guān)ZMP-KF/BJ\IP66跑偏控制器
電感式接近開關(guān)KT118-D16PA-DS1253-LY
給煤機(jī)斷帶報(bào)接近開關(guān)QG18-A80232
接近開關(guān)E13-708-CX\IP65
行程開關(guān)SZL-VL-JL IP65
氣缸防爆磁感應(yīng)開關(guān)AL-21REX/IP65
氣缸防爆磁感應(yīng)開關(guān)AL-21REX/IP65
磁控接近開關(guān)FJK-MCXFN AC220V 閥位回訊反饋裝置
接近開關(guān)S15-PA-2-C10-PK電壓10-30VDC負(fù)載200mA
跑偏開關(guān)SP160T
防爆接近開關(guān)FBK-3
耐高溫接近開關(guān)SEWHT-2R18BPS08D 限位開關(guān)/微動(dòng)開關(guān)
耐高溫接近開關(guān)SEWHT-2R30BPS15D 限位開關(guān)/微動(dòng)開關(guān)
電感式傳感器SEWHT-2R18ADCS08K(020) 限位開關(guān)
雙向拉繩開關(guān)YHPIS-11
磁性接近開關(guān)SR-2Y-A,24VDC-AC220V
裝包機(jī)接近開關(guān)ZG13-5
磁感應(yīng)接近開關(guān)C8-20N1 磁性開關(guān)
接近開關(guān)NI60-P21-D3
接近開關(guān)GA-21900;電壓380VAC;常閉
氣缸磁性傳感器 AL-G14-02R
防爆接近開關(guān)ZNM30G2D10DR
防爆接近開關(guān)ZNM18-D5DR
跑偏開關(guān)YD-LS101 380V
接近開關(guān)\XNDQ-SM-PLC\IP66
料位檢測(cè)器CLD-I 溜槽堵塞開關(guān)
接近開關(guān)AR-NLG-PAN35
雙向拉繩開關(guān)BL-LSCX-3/R
雙向拉繩開關(guān)GH-PLS-II
兩級(jí)跑偏開關(guān),XBMPP-I-D,5A,220V,ExdIICT4
拉繩開關(guān)BKS-LS5720
礦用本安型接近開GUC10 電壓:3-250V DC/AC電流:300mA
粉塵防爆跑偏開關(guān)EXZGLPT1/T2 ; ExtDA21T80℃IP6
限位開關(guān)\HQGS-1085TSG/A 自動(dòng)復(fù)位型
干熄焦車間雙向拉繩開關(guān)FYLS-ZSD-II帶指示燈
執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置傳感器WEF-GM-165 行程磁性開關(guān) 氣動(dòng)門用位置檢測(cè)儀
執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置傳感器WEF-GM-110 行程磁性開關(guān) 氣動(dòng)門用位置檢測(cè)儀
拉繩開關(guān)S-DLT2-T4,IP67 不銹鋼316
限位開關(guān)SJ15-A4KB 接近開關(guān)
拉繩開關(guān)ERTD-50
ER5018拉繩開關(guān)
耐高溫限位EML-A5NS-LBD-G(常閉)U:10-36VDC 接近開關(guān)
限位開關(guān)IFL20-35-10T-M20接近開關(guān) 長(zhǎng)方形
接近傳感器CK-A-M20四線制一開一閉 圖片M30
正反轉(zhuǎn)速度傳感器 SGZP-1 轉(zhuǎn)速探頭
行程開關(guān)/接近開關(guān)LE80XZSF40ATC-D 250V
接近開關(guān)LE80XZSN50DLO-D直流二線常開
接近開關(guān)HYTC18-Z15PIUK 15-30VDC磁性傳感器
防爆磁性接近開關(guān)YK-KG-01,DC24 200mA 停車開關(guān)
光電開關(guān)PCBAB-D100NA-D3Y2,NPN直徑12mm
門限開關(guān)TS 256-11Z限位行程開關(guān)1NO+1NC,螺釘安裝
位置檢測(cè)開關(guān)YML-AJDT/M18 10-36VDC 高爐限位接近開關(guān)
接近開關(guān)IM18N-08-AO,30-240VAC250MA交流傳感器
接近開關(guān)|6-36V|KHW-08DB霍爾傳感器
接近開關(guān)D15-M30F2-AD1-B2M 控制電器
四線制NPN常開+常閉,規(guī)格:IS-QEP-N50-DN6-SD39接近開關(guān)
防爆跑偏開關(guān),BKP2-12-30,15A,380V,2開2閉,ExdIICT4
光電開關(guān);BGF50HT5DPNOCE
接近開關(guān)IN60-P80T-M4/SK|一常開一常閉
減速機(jī)接近開關(guān);HH30/2KF-1
焙燒車間接近開關(guān)SMS-A22K/L