霍爾接近開關原理

　　當一塊通有電流的金屬或半導體薄片垂直地放在磁場中時，薄片的兩端就會產生電位差，這種現象就稱為霍爾效應。兩端具有的電位差值稱為霍爾電勢U，其表達式為： U=K·I·B/d，其中 K 為霍爾系數，I 為薄片中通過的電流，B 為外加磁場（洛倫慈力 Lorrentz）的磁感應強度，d 是薄片的厚度。由此可見，霍爾效應的靈敏度高低與外加磁場的磁感應強度成正比。霍爾接近開關就屬于這種有源磁/電轉換器件，它是在霍爾效應原理的基礎上，利用先進的集成封裝和組裝工藝制作而成，它可方便地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。 霍爾接近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，開關內部的觸發器翻轉，霍爾接近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，和電感式接近開關類似的有：NPN、PNP、常開型、常閉型、鎖存型（雙極性）、雙信號輸出幾種類型。

　　霍爾接近開關是磁性接近開關中的一種，具有無觸電、低功耗、長使用壽命、響應頻率高等特點，內部采用環氧樹脂封灌制作成一體化結構，所以能在各類惡劣環境下可靠地工作。它可應用于接近開關、壓力開關、里程表等，它是一種新型的電器配件。霍爾式開關比電感式開關響應頻率高，它用磁鋼觸發，電感式用導磁金屬觸發，霍爾式開關感應距離除了與傳感器本身性能有關外，還與所選磁鋼磁場強度有關

　　霍爾接近開關術語解釋

　　① 磁感應強度：霍爾接近開關在工作時，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 0.02~0.05 特斯拉。

　　② 響應頻率：按規定在 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：分為常開、常閉、鎖存等幾種類型。例如，當無被檢測物體時，常開型的霍爾開關所接通的負載，由于霍爾接近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：分為 NPN、PNP、常開、常閉、多功能等幾種常用的形式輸出。

　　⑤ 動作距離：動作距離是指被檢測物體按一定方式移動時，從基準位置（霍爾開關的感應表面）到開關動作時測得的基準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。

　　⑥ 回差距離：動作距離與復位距離之間的絕對值。

　　霍爾接近開關應用實例

　　由于轉速信號是以脈沖形式出現的，當被測磁性物體磁場強度達到 25 毫特斯拉以上時，其輸出是標準的TTL電平。利用計算機的智能型控制、運算功能，組成的轉速表既簡單又精確。如用 3020 型霍爾式接近開關，單片機用 8031（它的晶振為 6MHz，經 12 分頻后為 0.5MHz），則其測量的最大轉速為 0.5MHz，而最小測量轉速可無限低。

　　霍爾接近開關注意事項

　　① 直流型霍爾接近開關產品所使用的直流電壓為 3~28V，其典型的應用范圍一般采用 5~24V，過高的電壓會引起其內部霍爾元器件參數隨電壓升高而變化的不穩定性，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。

　　② 當使用霍爾接近開關驅動感性負載時，請在負載兩端并接入續流型二極管，否則會因感性負載長期動作時的瞬態高壓脈沖影響霍爾開關的使用壽命。

　　③ 一般霍爾接近開關產品用 SMD 工藝生產制造而成，并經嚴格的測試合格后才出廠。在一般情況下使用是不會出現損壞現象的，但為了防止意外性事件發生，用戶在接通電源前應檢查接線是否正確，并核定其電壓是否為額定值。

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