开关式霍尔IC的应用实例

全面认知·开关式霍尔IC

霍尔IC是一种能够进行高/低电平数字信号输出的传感器，检测磁场强度的霍尔IC被称为开关式霍尔IC。本章将介绍开关式霍尔IC的应用实例。

开关式霍尔IC

特征

开关式霍尔IC根据检测的磁场分为三种类型：单极、双极和双极（双输出）（请参阅《全面认知·霍尔IC》，基本都是根据外加磁场的强度来执行开、关动作。基于此种产品特性，霍尔IC适用于检测是否存在磁铁、是否有磁铁靠近和通过等应用场景。

典型应用实例

位置检测传感器

位置检测传感器用于检测家用电器和工业设备的安全盖、执行器的起点和终点。其他类似的传感器有接触式机械开关和非接触式光学开关（如光电开关）等，但使用霍尔IC具有以下优势。

没有机械触点，不会产生磨损，使用寿命比机械开关长。

与光学开关相比，霍尔IC在有灰尘和污垢堆积的环境下也能进行磁场检测。

无论有无磁铁，均可进行非接触式工作，可实现防水设计且维护方便。

接下来将简单介绍滚珠丝杠：

滚珠丝杠是通过安装在马达上的螺旋轴旋转，螺母前后运动，将旋转运动转换为直线运动的装置。马达上安装的编码器可以精确测量螺母的移动距离，因此被广泛应用于工业设备中。通过检测螺母的原点，可以防止由于故障和经年老化导致的位置精度误差。此外，通过搭载终点检测功能，可以在实际发生故障或老化的情况下，防止螺母超限发生碰撞。

滚珠丝杠位置检测传感器的主要部件包括马达、螺旋轴、螺母、磁铁、两颗霍尔IC（以及轴承、导轨和底座）。

图（1a） 展示滚珠丝杠的原点检测(1)和终点检测(2)示例

图（1a） 滚珠丝杠示例

图（1b） 霍尔IC A 工作示意图

图（1c） 霍尔IC B 工作示意图

在螺母侧安装磁铁，在固定台侧安装两颗霍尔IC，设置为起点和终点位置。

当螺母处于原点位置（(1)），霍尔IC A上施加的磁场超过Bop，输出信号为低电平，以此可以确定原点位置（图 1b）。

当螺旋轴的旋转将螺母移动到终点位置时（(2)），霍尔IC B上施加的磁场超过Bop，输出信号为低电平（图 1c）。

在工业设备中，需要进行高精度的位置检测和高速运行的应用很多，推荐选用AKM具备高速响应能力的EW系列产品。

燃油表和液位计传感器

燃油表和液位计传感器是一种用于提示液体燃料或蓄水箱的余量是否达到预设值的传感器。因为是机械非接触式，电路能设置在储罐的外部，所以也适用于检测可燃性液体，常被用于检测储罐的上限（满）或下限（空）液位。还可以将霍尔IC排列成阵列状，实现液位的分段检测。

以下是液位下限位置检测的示例。液位计传感器的主要构成部件是磁铁、霍尔IC和浮子。

将磁铁安装在浮子上，使磁铁的S极朝向霍尔IC。将霍尔IC置于要检测的液面高度处（见图2a中的(1)）。

当储罐中有足够的液体时，磁铁和霍尔IC之间的距离很远，磁场小，霍尔IC输出为高电平。随着时间的推移，液体逐渐减少，磁铁下降到霍尔IC的位置，施加在霍尔IC上的磁场超过Bop，霍尔IC的输出变为低电平（图2b）。

利用输出信号的变化，检测液体余量。

图2a 液位检测示例

图2b 霍尔IC工作示意图

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