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霍尔开关在金属薄板厚度检测中的应用

返回列表 来源:华芯霍尔元件 浏览:0 发布日期:2020-07-13 08:27:44【大 中 小】

在工业生产的现场中,可能会遇到各种各样的金属薄板的厚度检测问题。在不同的场合和情况下,可以采用不同的传感技术和检测手段。本文介绍的检测方法,对图1所示的工况具有结构简单,检测结果可靠的特点。

图1中,一叠未加工的金属薄板放在位置A处,出一个机械手磁吸盘D把它们依次从最上面吸起来,在向加工位置B传送的过程中,就要判断它的厚度是否符合要求,是正品的放在加工位置B处,不符合要求的放在次品位置C处,然后机械手磁吸盘D吸取下一片,重复上述的动作。

在以上的动作过程中,吸盘是由恒流电将磁场强度变成电信号的一种固体元件。所谓霍尔效应,是当与磁通垂直的导体中有载流子流动时,在与磁通方向和载流子流向垂直的方向上产生电动势的效应。

当在厚度为d的N型半导体的相对输入电概1- 1,之 间有电流流动时(参看图2),在霍尔开关的半导体表面加上垂直的磁场B,于是由于洛伦磁力,电子的运动偏向输出端2的方向,这样一来,输出端2的电位就会低于2’端,亦即在2-2'之间产生了电压Vu,这个Vy就被称为霍尔电压。

当作用在1-1'间流动的电子上的洛伦磁力和2-21间产生的电场力处于平衡稳定状态时,可以求得霍尔电压Vy,在恒流工作状态下的计算公式如下:

式中B:处部磁场的磁通密度。

RH:霍尔系数,是辊流子浓度的函数。

d:霍尔开关厚度。

由上式可以看出在给定电流强度I,霍尔系数RH,厚度d下,很尔输出电压与磁感应强度B成比例,这一关系犹可以看成是霍尔开关的输入输出关系。

霍尔开关在金属薄板测厚中的使用方法

它是感知磁场强度变化的器件。可以用它来读出磁场的变化。如果在电磁铁的两磁极中间垂直放置了霍尔开关,可以看到此时垂直穿过它的碰力线最大(即磁感应强度最大)。由于它的输出电压与磁感强度成正比,所以它的输出电正也就最大。

如果在N极和S极的磁极上吸上一铁磁性薄金属板,电磁铁的磁路由金属板闭合,从而使大量的磁力线通过金属板出N极连到S极,这样垂直通过霍尔元件的磁恐应强度明显减小。所以它的输出电压变小。不同厚度的薄板、对应着不同的霍尔输出电压,VH随厚度d的变化趋势如图3所示。

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