大家好，我是【廣州工控傳感★科技】02291333-000位移傳感器事業(yè)部，張工。

HR100位移傳感器是霍爾效應(yīng)最重要的應(yīng)用之一。 霍爾效應(yīng)器件感應(yīng)外加磁場(chǎng)的強(qiáng)度。 為了檢測(cè)物體的位置，我們可以在物體上附上一個(gè)小的永磁體。 當(dāng)物體相對(duì)于霍爾器件移動(dòng)磁鐵時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化。 系統(tǒng)可以處理這些變化以檢測(cè)物體的位置。

有幾種不同的 HR200傳感器磁鐵配置可用于基于霍爾效應(yīng)的位置傳感應(yīng)用。 對(duì)于每個(gè)傳感器-磁鐵配置，磁鐵以不同的方式相對(duì)于傳感器移動(dòng)。 這會(huì)影響霍爾器件感應(yīng)到的磁場(chǎng)并改變系統(tǒng)特性。我們將研究基于霍爾效應(yīng)的位置傳感中使用的一些基本磁性配置，并討論它們的優(yōu)缺點(diǎn)。

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正面配置：最簡(jiǎn)單的磁性配置是圖1所示的迎面感應(yīng)。

在這種情況下，磁鐵的南極直接移向或遠(yuǎn)離HR500傳感器。 當(dāng)磁鐵非常靠近位移傳感器時(shí)，大量的磁力線穿過傳感器的傳感面。 然而，當(dāng)磁鐵的南極遠(yuǎn)離傳感器時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度迅速下降，如圖1（b）所示，請(qǐng)注意，高斯與距離曲線有時(shí)被稱為結(jié)構(gòu)的磁通圖。 正面結(jié)構(gòu)的磁通密度與磁體與HR2000傳感器之間距離的平方成反比。 圖1（b）中給出的磁通量值可以由長(zhǎng)約30毫米、直徑約6毫米的磁鐵產(chǎn)生。

應(yīng)用：檢測(cè)物體的存在

正面配置可與數(shù)字（開/關(guān)）霍爾效應(yīng)傳感器一起使用，以檢測(cè)物體的存在。 假設(shè) HR3000 位移傳感器的磁性工作點(diǎn)和釋放點(diǎn)如圖 1(b) 所示。 磁性工作點(diǎn)指定了霍爾器件將開啟的增強(qiáng)磁場(chǎng)水平。 磁釋放點(diǎn)對(duì)應(yīng)于霍爾器件關(guān)閉時(shí)減弱的磁場(chǎng)。

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隨著磁鐵靠近HR4000位移傳感器，磁場(chǎng)強(qiáng)度越來越大。 在大約 3.1 毫米的距離處，感應(yīng)到的磁場(chǎng)等于磁工作點(diǎn)（在我們的例子中約為620高斯），此時(shí)傳感器開啟。 將磁鐵靠近傳感器會(huì)產(chǎn)生更大的磁場(chǎng)并保持傳感器開啟。 隨著傳感器遠(yuǎn)離磁體，磁場(chǎng)減小。但是，只要磁場(chǎng)不小于釋放點(diǎn)（在我們的例子中約為 420 高斯），HR5000 位移傳感器就會(huì)保持開啟狀態(tài)。 僅當(dāng)磁場(chǎng)降至釋放點(diǎn)以下時(shí)，設(shè)備才會(huì)關(guān)閉。 通過這種方式，我們可以檢測(cè)到物體的存在。

正面感應(yīng)的局限性

這種配置不太精確，尤其是在使 02560400-000 位移傳感器接近的距離方面。 這是因?yàn)橥繄D的斜率（高斯與距離）在釋放點(diǎn)附近較小。 磁釋放點(diǎn)值的給定變化會(huì)導(dǎo)致02560396-000傳感器關(guān)閉的距離值發(fā)生相對(duì)較大的變化。 磁操作點(diǎn)的相同變化導(dǎo)致距離變化更小。 這如圖 2 所示。

假設(shè)如圖2所示，對(duì)于假設(shè)的02560395-000傳感器，工作點(diǎn)和釋放點(diǎn)的單元間變化為 ΔB。 由于曲線在磁工作點(diǎn)處具有較大的斜率，因此 Δd1 遠(yuǎn)小于 Δd2。 因此，不同電路板之間的磁工作點(diǎn)對(duì)應(yīng)的距離會(huì)更加一致。

另一個(gè)缺點(diǎn)是，由于磁場(chǎng)線的衰減非?？欤?zhèn)鞲胁荒苡糜跈z測(cè)大位移范圍。 此外，在正面配置中，感應(yīng)磁場(chǎng)與距離之間的關(guān)系是非線性的。 這使得在需要線性位置測(cè)量時(shí)檢測(cè)長(zhǎng)行程運(yùn)動(dòng)具有挑戰(zhàn)性。 由于這些限制，在精度不那么重要的應(yīng)用中，正面感應(yīng)通常用作接近檢測(cè)器。

單極滑移感應(yīng)在這種布置中，磁鐵的一個(gè)單極子從側(cè)面移動(dòng)，經(jīng)過 HR050 位移傳感器的感應(yīng)面。 這如圖 3(a) 所示。

當(dāng)磁極通過 HR200 傳感器時(shí)，它處于恒定的垂直距離（由圖中的“氣隙”表示）。 在中心位置（距離 = 0），感應(yīng)磁場(chǎng)最大。 隨著磁體遠(yuǎn)離傳感器，磁場(chǎng)減小。 由于磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)是對(duì)稱的，所以磁通圖是圍繞原點(diǎn)對(duì)稱的，如圖3（b）所示。

如圖 4 所示，磁通圖的峰值隨“氣隙”值的變化而變化。

前滑還是側(cè)滑配置？

值得注意的是，磁性配置的選擇取決于被檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)類型。 每個(gè)系統(tǒng)可能有一組不同的機(jī)械約束和能力。 例如，在正面配置中，物體無(wú)法通過HR2000MC傳感器。 這種安排適用于被檢測(cè)對(duì)象具有明確定義的端點(diǎn)位置并且我們有興趣在該端點(diǎn)檢測(cè)對(duì)象的存在/不存在的應(yīng)用。

例如，正面感應(yīng)可能是檢測(cè)智能手機(jī)蓋子是打開還是關(guān)閉的好選擇。 滑動(dòng)感應(yīng)沒有這個(gè)限制； 無(wú)論物體是否經(jīng)過傳感器，都可以使用它。

滑動(dòng)配置的一個(gè)有趣特征是它的對(duì)稱性。 由于這種結(jié)構(gòu)的高斯與距離曲線是圍繞原點(diǎn)對(duì)稱的，所以操作點(diǎn)和釋放點(diǎn)不取決于我們是面對(duì)傳感器還是遠(yuǎn)離傳感器。 這對(duì)于檢測(cè)偏離中心線的情況很有用。