霍爾效應傳感器在機器人和自動化行業(yè)非常普遍。它們有許多不同的用途,從接近感應到安全開關。它們在無刷直流電機和線性應用中的使用對于許多不同的工業(yè)系統(tǒng)至關重要?;魻栃獋鞲衅饕部捎糜趥魉蛶到y(tǒng)、線性測量系統(tǒng)和旋轉編碼應用。
一、霍爾效應傳感器是怎么工作的?
霍爾效應傳感器通過測量磁場的變化來工作。當電流流過導電板時,磁場的增大會改變電流流過導電板的方式。這種變化可以通過板上的電壓差來測量,傳感單元可以判斷磁體和傳感器之間的距離,也可以簡單地切換狀態(tài)?;魻栃陔姍C應用中非常有用,因為傳感器可以連接到控制單元,該控制單元可以根據(jù)直流 電機的需求改變電流。
二、霍爾效應傳感器的電機應用
為了更好地理解電機應用中的霍爾效應傳感器,最好了解控制電機工作原理的基本原理。
1.有刷電機
電刷電機的電子復雜度比無刷電機低,通過電機內(nèi)部的機械連接工作。與無刷電機相比,這會導致零件磨損,縮短電機的使用壽命。
任何電機背后的基本驅動力都是磁力產(chǎn)生磁場,由北向南的反作用力使軸旋轉。一個磁場存在于電樞(旋轉軸)中,而另一個相反的磁場存在于定子(圍繞電樞的固定外殼)中。
一旦軸開始旋轉,它將繼續(xù)旋轉,直到達到磁平衡。如果電樞上的磁場狀態(tài)不變,軸將保持這種平衡狀態(tài)。為了保持軸旋轉,必須在接近平衡時切換磁性狀態(tài)。這迫使軸繼續(xù)旋轉,根據(jù)電機的物理結構,每次旋轉將持續(xù)幾次。
換向器用于改變電樞中磁場的狀態(tài)。在刷子電機中,它通過在刷子旋轉期間物理接觸刷子來實現(xiàn)這一點。當重要官員旋轉時,它會根據(jù)電刷是否接觸電樞或軸的一個不導電空間來切換狀態(tài)。狀態(tài)切換會在電機產(chǎn)生恒定的扭矩,這將保持軸不斷旋轉。
2.無刷電機
無刷直流 電機和無刷直流 電機有幾個區(qū)別。它們不需要物理接觸來切換線圈狀態(tài),并且它們使用永磁體。在無刷直流 電機中,電機背后的主驅動力與電刷電機相同,但沒有物理接觸來切換電樞的狀態(tài)。
相反,霍爾效應傳感器用于確定電樞的位置和狀態(tài)。傳感器可以感知何時有北極和南極。當傳感器注意到極性之間的切換時,它會向控制器傳輸信息,然后控制器會切換線圈的狀態(tài),以保持扭矩的連續(xù)。傳感器向控制器傳輸信息,控制器通過電子方式切換電樞的狀態(tài)。
這比刷電機有幾個優(yōu)點。沒有換向器電刷的物理接觸,摩擦將減少,磨損部件可以從系統(tǒng)中消除。電機 直流還有一個額外的好處,就是可以根據(jù)情況調(diào)整扭矩和速度。如果應用需要更大的扭矩和更低的速度,電機可以調(diào)節(jié)以提供扭矩,或者改變以提供更高的速度和更低的扭矩。通過可調(diào)節(jié)的速度和扭矩設置,霍爾效應傳感器使無刷直流 電機能夠適應更廣泛的工業(yè)和機器人應用。
三、線性霍爾效應傳感器
霍爾效應傳感器可用于各種應用,除了直流無刷電機之外。隨著今天更多現(xiàn)代傳感器的使用,溫度對其精度的影響更小,這使得它們比以前更有用。
線性霍爾效應傳感器如何工作的?
它們可用于滿足許多不同工業(yè)要求的線性傳感應用。它們被廣泛使用,因為它們根據(jù)磁場檢測原理工作,并且可以檢測不同強度的磁場。它們可以用作零件檢測和夾緊確認的接近傳感器,或者提供機器中移動零件的位置信息。
傳送系統(tǒng)可以使用霍爾效應傳感器來確定產(chǎn)品在傳送線上的位置。它們也可用于工業(yè)儲罐中的流體檢測。帶有磁鐵的浮子根據(jù)水箱的液位在水箱中上下滑動。隨著高度的變化,位于操縱桿上方和下方的傳感器檢測到磁鐵,并將油箱液位發(fā)送回控制單元。因為是非接觸式傳感器,所以這種應用非常適合霍爾效應傳感器。
由于罐中物質的干擾,其他傳感器可能無法在此應用中工作。因為霍爾效應傳感器可以確定磁場的大小,所以他們可以判斷磁體在其范圍內(nèi)的接近程度。隨著接近度的變化,傳感器兩端的電壓會發(fā)生變化,然后可以將其傳遞給控制器。這可以用于零件檢查,以便控制器可以知道零件和所需位置之間的距離。它還可以用于將工具信息傳輸?shù)娇刂破?。其他應用包括移動軸位置檢測、推拉和推拉檢測。
因為霍爾效應傳感器,直流 電機可以改變扭矩和速度設置。傳送帶系統(tǒng)有時將它們用于產(chǎn)品定位和電機速度測定。它們可用于零件檢查和工具上的夾具配置。因為它們可以檢測一定范圍的磁場強度,所以它們可以為制造過程的控制器提供鄰近信息?;魻栃獋鞲衅魇且环N多功能傳感器,可用于許多電氣和線性應用。它們有助于提高直流 電機的效率,并減少通常與刷子電機相關的磨損部件。