在本視頻中，我們將了解霍爾效應(yīng)以及霍爾效應(yīng)傳感器的工作原理。
霍爾效應(yīng)是最常用的磁場(chǎng)測(cè)量方法，霍爾效應(yīng)傳感器非常受歡迎，現(xiàn)代應(yīng)用中很廣泛。
例如，它們可以作為車輪速度傳感器在車輛中找到，也可以在曲軸或凸輪軸位置傳感器中找到。
它們常常也被用作開關(guān)，微電子機(jī)械系統(tǒng)，接近傳感器等。
現(xiàn)在我們將看看其中一些傳感器，看看它們是如何工作的。
但首先讓我們來(lái)解釋什么是霍爾效應(yīng)。
這是一個(gè)解釋霍爾效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，如果我們有一個(gè)如下圖所示的錫導(dǎo)電板，并且我們?cè)O(shè)置電流流向它，電荷載流子將從板的一側(cè)到另一側(cè)以直線流動(dòng)。
現(xiàn)在，如果我們?nèi)缦聢D所示在板附近引入磁場(chǎng)，由于一種叫做洛倫茲力的力，我們會(huì)擾亂電荷載流子的直線流動(dòng)。
在這種情況下，電子將如下圖所示偏轉(zhuǎn)到板的一側(cè)，而正極偏轉(zhuǎn)到板的另一側(cè)。
這意味著如果我們現(xiàn)在在這兩側(cè)之間放置一個(gè)電表，我們會(huì)捕捉到有可被測(cè)量的電壓，因此在我們解釋此時(shí)獲得可測(cè)量電壓的效果即為霍爾效應(yīng)。
在1879年Edwin Hall剛發(fā)現(xiàn)它之后，整個(gè)磁效應(yīng)傳感器的基礎(chǔ)元件，大多數(shù)每高斯僅有幾微伏的非常小的電壓，因此這些器件通常由內(nèi)置高增益放大器制造。
有兩種類型的霍爾效應(yīng)傳感器，一種提供模擬量，另一種提供數(shù)字量輸出。
模擬量傳感器由電壓調(diào)節(jié)器，整體元件和放大器組成。
從下面電路原理圖中可以看出，傳感器的輸出是模擬量，與整個(gè)元件輸出或磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比。
這種類型的傳感器適用于測(cè)量接近度，因?yàn)樗鼈兊倪B續(xù)線性輸出。
另一方面，數(shù)字輸出傳感器只為輸出狀態(tài)提供開或關(guān)。
這種類型的傳感器有一個(gè)額外的元件。
如電路原理圖所示，這是施密特觸發(fā)器，它提供遲滯或者不同的閾值電平，因此輸出為高電平或低電平。
這種傳感器的一個(gè)例子是孔效應(yīng)，它們通常用作限位開關(guān)。
例如，在3D打印和數(shù)控機(jī)床中，以及用于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的檢測(cè)和定位，霍爾效應(yīng)傳感器的另一個(gè)現(xiàn)代應(yīng)用是測(cè)量輪速或轉(zhuǎn)速以及確定發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中曲軸或凸輪軸的位置。
這些傳感器由一個(gè)整體元件和一個(gè)永磁體組成，它們放置在旋轉(zhuǎn)軸上的重新安裝的磁盤附近。
傳感器和磁盤尖端之間的間隙非常小，每次當(dāng)轉(zhuǎn)齒在傳感器旁邊通過(guò)時(shí)，它會(huì)改變周圍的磁場(chǎng)，使傳感器的輸出變高或變低。
所以傳感器的輸出是一個(gè)方波信號(hào)，可以很容易地用來(lái)計(jì)算旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。如下圖所示。
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