细说工业机器人的霍尔传感器应用

霍尔传感器您了解多少，霍尔传感器在工业机器人的应用也不可忽视。立志成为一名机器人从业者怎么可以不清楚霍尔传感器的知识呢！

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我们知道,霍尔效应指的是磁场中的导体或半导体材料两点间会产生电压,霍尔传感器便是利用霍尔效应制得的。

当霍尔传感器本身单独使用时,只能检测有磁性物体。然而当它与水久磁体以下图所示的结构形式联合使用时,可以用来检测所有的铁磁物体。

在这种情况下,若在传感器附近没有铁磁物体(下图a),则霍尔效应器件受到一个强磁场当一铁磁物体靠近该器件时,由于磁力线被铁磁物体旁路,传感器所受的磁场将减弱。

霍尔传慼器的工作依赖于作用在磁场中运动的带电粒子上的洛仑磁力。该力作用在由带电粒子的运动方向和磁场方向所形成平面的垂直轴线上,即洛仑磁力可表示为:

　　F=q(v×B)

式中,q为电荷;V为速度矢量;B为磁场矢量;“×”表示矢量的叉乘。假定电流通过置于磁场中的掺杂N型半导体,下图所示：

由于在N型半导体中的电子是多数载流子,因此电流方向应与电子运动方向相反。由此可知,作用在载有负电荷的运动粒子上的力将具有上图所示的方向。这个力作用在电子上,使得电子汇集在物体的底部,因此在物体上产生一电压,顶部为正。

若将铁磁体靠近这个半导体与磁铁组成的器件,将会使磁场强度降低,从而使洛仑磁力下降,半导体两端的电压也减小这种电压的降低是霍尔传感器感知接近程度的关键。对传感器设置一电压阙值,便可作出是否有物体存在的二值判定。

使用半导体(如硅)有若干优点,例如体积小、耐用、抗电气干扰性好等。此外,使用半导体材料可以把用于放大和检测的电路直接集成在传感器上,减小传感器的体积,降低成本。