霍爾傳感器的壽命：無刷電機(jī)三部曲【大疆機(jī)甲大師】
序章：眼見為實(shí)，耳聽為真
3分鐘視頻，秒懂80%無刷電機(jī)原理
無刷電機(jī)原理第一部：為什么選擇無刷電機(jī)？可靠性
不光是機(jī)甲大師，包括無人機(jī)，大疆也基本選擇了無刷電機(jī)。有刷電機(jī)，90%以上的故障都是出在碳刷上，這是由其設(shè)計(jì)本身所決定的，進(jìn)灰、生銹、震動(dòng)等情況，都可能導(dǎo)到接觸不良，進(jìn)而而引發(fā)問題。
壽命長
有刷電機(jī)，碳刷會磨損，需要定期更新，對于民用產(chǎn)品業(yè)說，這顯然是不符合實(shí)際的；無刷電機(jī)則完全沒有這方面的顧慮，幾乎就是免維護(hù)的。
高效
這里的高效是指能量的轉(zhuǎn)化率，無刷電機(jī)沒有接觸電阻，也沒有碳刷這樣的發(fā)熱元件，電能的利用率高，可以高達(dá)90%；而有刷電機(jī)只能達(dá)到75%
因此無刷電機(jī)的運(yùn)行時(shí)長上會有明顯優(yōu)勢
散熱
有刷電機(jī)，由于有很大一部分電能轉(zhuǎn)換成了熱能，因而必須做相應(yīng)的散熱設(shè)計(jì)。這樣就會影響到產(chǎn)品的體積，增加產(chǎn)品的重量，無論是對無人機(jī)或是機(jī)器人來說，都是不可行的。
控制精度
?按一般的概念來說，有刷直流電機(jī)的控制精度高。但我們要?jiǎng)討B(tài)的，辯證的看待事物。隨著霍爾傳感器的普及，與無刷電機(jī)完美搭配，精度問題已經(jīng)解決。
第二部：無刷電機(jī)是如何測速的？霍爾效應(yīng)
為了理解無刷電機(jī)的測速原理，首先請李永樂大帝給大家講講什么是霍爾效應(yīng)
霍爾傳感器
理解了李永樂老師的霍爾效應(yīng)后，接下面我們看看，如何把霍爾效應(yīng)應(yīng)用在無刷電機(jī)測速的。
視頻中拆解了機(jī)甲大師 S1上的M3508電機(jī)。
看完這兩個(gè)視頻，相信大家已經(jīng)可以理解無刷電機(jī)的測速原理了，畢竟我們請了李永樂大帝客串授課。
第三部：電機(jī)與電調(diào)的連接
電機(jī)和電調(diào)之間是由兩束線連接的
電源線：
紅、黃、黑三色這束線，是電源線。電調(diào)將交變的電能傳送到電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。
信號線：
黑色的這一組扁線是信號線，將由霍爾傳感器檢測到的轉(zhuǎn)速信號，傳遞給電調(diào)。
結(jié)語：
至此伙伴們的視線，已逐步由電機(jī)轉(zhuǎn)移到電調(diào)。
電機(jī)是身體，電調(diào)是靈魂。
肯定有一部分伙伴們的正在開動(dòng)腦筋：
為什么獨(dú)立設(shè)計(jì)了電調(diào)？
電調(diào)又是由誰來控制的？
......
關(guān)注本欄目，迷底將陸續(xù)揭開
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霍爾傳感器的壽命：霍爾傳感器在車速傳感器中的應(yīng)用原理
一、霍爾開關(guān)集成電路的構(gòu)成
霍爾開關(guān)集成電路把穩(wěn)壓器、霍爾電壓發(fā)生器、信號放大器、信號變換器和輸出驅(qū)動(dòng)器都集中在一塊芯片上。
1.工作原理
霍爾開關(guān)集成電路中的信號放大器將霍爾元件產(chǎn)生的幅值隨磁場強(qiáng)度變化的霍爾電壓UH 放大后再經(jīng)信號變換器、驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行整形、放大后輸出幅值相等、頻率變化的方波信號。
二、霍爾傳感器的工作過程
當(dāng)變速箱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，與之相耦合的傳感器的軸隨之旋轉(zhuǎn)，與傳感器軸一體的磁體也同步旋轉(zhuǎn)，使得霍爾元件感應(yīng)的磁場B發(fā)生變化，因而輸出矩形波脈沖信號，該信號可作為儀表和EC U的車速里程信號。其每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)等同于磁體上的磁對極數(shù)。
三、霍爾傳感器的工作特點(diǎn)
1.工作電壓范圍寬
由于其內(nèi)部已集成有穩(wěn)壓器，故其在4.5V-24V這樣一個(gè)較寬的范圍內(nèi)均能正常工作。
具有高速響應(yīng)特性及很高的工作頻率
由于產(chǎn)生霍爾電壓的條件與所感應(yīng)磁體的變化速率無關(guān)，因而可以用來感應(yīng)快速物體(磁體)的變化，工作頻率可達(dá)100kilz 。
2.輸出信號幅值不變
由于內(nèi)部開關(guān)電路的作用，其輸出幅度與感應(yīng)物體 (磁鋼 )的速度無關(guān)，不象常用的磁感應(yīng)式傳感器輸出信號的幅度隨速度的高低而變化，且低速時(shí)易產(chǎn)生信號丟失的現(xiàn)象。輸出高低電平的占空比與磁體的占空比成一定程度的線性關(guān)系。
3.抗磁場干擾能力強(qiáng)
由于器件內(nèi)部固有的磁滯特性，使得由于外來雜散磁場及本身的抖動(dòng)而引起的磁場強(qiáng)度的少許變化，不會引發(fā)錯(cuò)誤的輸出信號。
四、常見車速傳感器的技術(shù)要求
1.磁場強(qiáng)度
由于此傳感器對占空比的要求不嚴(yán)，故而采用磁體直接嵌于旋轉(zhuǎn)軸上的方式。磁鋼的強(qiáng)度則根據(jù)霍爾開關(guān)集成電路的種類選擇，考慮到溫度對磁鋼的影響，一般使磁鋼的磁場強(qiáng)度大于使霍爾開關(guān)內(nèi)部觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)所要求的磁場強(qiáng)度100 GS以上。
2.磁鋼的中心位置
旋轉(zhuǎn)軸上磁鋼的中心位置一般正對于霍爾集成電路的中心，這樣可使磁場最大限度地通過霍爾元件的表面，使觸發(fā)精度提高，如果安裝時(shí)使霍爾集成電路及磁鋼均傾斜安裝 ，使它們之間存在一定的角度就會使降低有效磁場甚至于不能觸發(fā)。
3.抗電氣干擾
在汽車電氣系統(tǒng)中存在著較為惡劣的電磁環(huán)境，因此要求產(chǎn)品本身要具有較強(qiáng)的抗各種干 擾脈沖的能力，同時(shí)其輸出也應(yīng)不受脈沖干擾而引起輸出信號的不穩(wěn)定。經(jīng)過對汽車電氣
環(huán)境中各種干擾脈沖的分析，發(fā)現(xiàn)干擾脈沖主要通過傳感器中霍爾集成電路的電源腳施以較高的電壓而造成霍爾集成電路的損壞。因此 目前傳感器的電源供給電路中都設(shè)計(jì)了一個(gè)穩(wěn)壓器，當(dāng)外來干擾為正脈沖時(shí)，便把它鉗位于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值。當(dāng)外來脈沖為負(fù)向脈沖時(shí)內(nèi)部穩(wěn)壓二極管正向?qū)ǎ?fù)脈沖被鉗位于二極管導(dǎo)通電壓，從而有效地抑制干擾。
4.輸出信號幅值
12V電源的電路一般要求輸出信號幅值 ≥7.5V。該指標(biāo)很容易滿足。
5.使用強(qiáng)度和壽命
一般由元件的材料和結(jié)構(gòu)來保證 。
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霍爾傳感器的壽命：霍爾開關(guān)KHW
我公司生產(chǎn)的霍爾傳感器KHW-03DB具有無觸電、低功耗、長使用壽命、響應(yīng)頻率等特點(diǎn)，內(nèi)部采用環(huán)氧樹脂封灌成一體化，所以能在各類惡劣環(huán)境下可靠的工作。霍爾開關(guān)可應(yīng)用于接近開關(guān)，壓力開關(guān)，里程表等，作為一種新型的電器配件。
霍爾傳感器KHW-03DB具有無接觸、無觸點(diǎn)、低功耗、長壽命、耐候、響應(yīng)頻率等特點(diǎn)，可應(yīng)用于磁控開關(guān)、接近開關(guān)，行程開關(guān)、壓力開關(guān)，無刷電機(jī)、里程表等等各種場合。
技術(shù)參數(shù)
工作電壓UB ５-２４V
持續(xù)電流 6-200mA
開關(guān)頻率（HZ) 320K
短路保護(hù) 無
極性保護(hù) 有
防護(hù)等級 IP67
輸出指示 LED紅色
工作溫度 -25到70℃
連接方式 1.2m，PVC電纜
外殼材料 黃銅
標(biāo)題接近開關(guān)+型號特點(diǎn)：
電壓波動(dòng)保護(hù)功能，電源逆連接保護(hù)功能(DC)
過電流保護(hù)功能
壽命長，可靠性
有紅燈，可辨別動(dòng)作是否發(fā)生
經(jīng)濟(jì)性，容易操作
用途廣泛，可代替 Micro 開關(guān)，Limit 開關(guān)
在電源電壓直流10～30V 交流90～250V的范圍內(nèi)，可以直接驅(qū)動(dòng)200mA以下的負(fù)荷 產(chǎn)品規(guī)格: 直流二線/三線
選型指南：
型號檢測距離
mm檢測方式電源電壓
VDC負(fù)載電流
mA輸出類型響應(yīng)頻率
KHz外形尺寸
mmKHP-01DB8磁鐵10-PNP NO50M8*33KHP-02DB8磁鐵10-PNP自鎖50M8*33KHP-03DA8磁鐵10-3020NPN NO50M8*33KHP-04DA8磁鐵10-3020NPN自鎖50M8*33KHP-06DB8磁鐵10-NPN常閉50M8*33KHO-01DB8磁鐵4-PNP NO50M8*33KHO-02DB8磁鐵4-PNP自鎖50M8*33KHO-03DA8磁鐵4-2420NPN NO50M8*33KHO-04DA8磁鐵4-2420NPN自鎖50M8*33KHO-06DB8磁鐵4-NPN常閉50M8*33KHM-03DA8磁鐵4-2420NPN常開50M6*25/M8*15KHM-04DA8磁鐵4-2420NPN自鎖50M6*25/M8*15KHN-03DA8磁鐵10-3020NPN常開50M6*25/M8*15KHN-04DA8磁鐵10-3020NPN自鎖50M6*25/M8*15KHL-01DB-C8磁鐵4--400PNP NO50M12*42KHL-02DB-C8磁鐵4--400PNP自鎖50M12*42KHL-03DB-C8磁鐵4--400NPN NO50M12*42KHL-04DB-C8磁鐵4--400NPN 自鎖50M12*42KHL-05DB-C8磁鐵4--400PNP NC50M12*42KHL-06DB-C8磁鐵4--400NPN NC50M12*42KHL-07DB-C8磁鐵4--400PNP初開自鎖50M12*42KHL-08DB-C8磁鐵4--400NPN初開自鎖50M12*42KHL-09DB-C8磁鐵4-1520-200兩線常開50M12*42KHW-01DB-C8磁鐵14--400PNP NO50M12*42KHW-02DB-C8磁鐵14--400PNP自鎖50M12*42KHW-03DB-C8磁鐵14--400NPN NO50M12*42KHW-04DB-C8磁鐵14--400NPN 自鎖50M12*42KHW-05DB-C8磁鐵14--400PNP NC50M12*42KHW-06DB-C8磁鐵14--400NPN NC50M12*42KHW-07DB-C8磁鐵14--400PNP初開自鎖50M12*42KHW-08DB-C8磁鐵14--400NPN初開自鎖50M12*42
我廠生產(chǎn)接近開關(guān)的主要特性：
采用IC提產(chǎn)品抗干擾性能
內(nèi)置電源反接保護(hù)電路（DC3線型）
內(nèi)置浪涌保護(hù)電路
內(nèi)置過流保護(hù)電路（DC型）
壽命長，可靠性，經(jīng)濟(jì)且操作簡單
通過紅色LED燈可確認(rèn)接近開關(guān)工作狀態(tài)
IP67防護(hù)等級（IEC規(guī)格）
應(yīng)用廣泛，可替代微動(dòng)開關(guān)及限位開關(guān)
接近開關(guān)是一種無需與運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行機(jī)械直接接觸而可以操作的位置開關(guān)，當(dāng)物體接近開關(guān)的感應(yīng)面到動(dòng)作距離時(shí)，不需要機(jī)械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動(dòng)作，從而驅(qū)動(dòng)直流電器或給計(jì)算機(jī)（plc)裝置提供控制指令。接近開關(guān)是種開關(guān)型傳感器（即無觸點(diǎn)開關(guān)），它既有行程開關(guān)、微動(dòng)開關(guān)的特性，同時(shí)具有傳感性能，且動(dòng)作可靠，性能穩(wěn)定，頻率響應(yīng)快，應(yīng)用壽命長，抗干擾能力強(qiáng)等、并具有防水、防震、耐腐蝕等特點(diǎn)。產(chǎn)品有電感式、電容式、霍爾式、交、直流型。
接近開關(guān)又稱無觸點(diǎn)接近開關(guān)，是理想的電子開關(guān)量傳感器。當(dāng)金屬檢測體接近開關(guān)的感應(yīng)區(qū)域，開關(guān)就能無接觸，無壓力、無火花、迅速發(fā)出電氣指令，準(zhǔn)確反應(yīng)出運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調(diào)整的方便性和對惡劣環(huán)境的適用能力，是一般機(jī)械式行程開關(guān)所不能相比的。它廣泛地應(yīng)用于機(jī)床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業(yè)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中可作為限位、計(jì)數(shù)、定位控制和自動(dòng)保護(hù)環(huán)節(jié)等。
電感式接近開關(guān)由三大部分組成：振蕩器、開關(guān)電路及放大輸出電路。振蕩器產(chǎn)生一個(gè)交變磁場。當(dāng)金屬目標(biāo)接近這一磁場，并達(dá)到感應(yīng)距離時(shí)，在金屬目標(biāo)內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導(dǎo)致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)控制器件，從而達(dá)到非接觸式之檢測目的。
是種頻振蕩型：用以檢測各種金屬體，靈敏度，頻率響應(yīng)快，重復(fù)定位精度，瞬變過程短，輸出功率大,急電特性好，工作穩(wěn)定可靠，使用壽命長等點(diǎn)。
紅色LED顯示可以檢查傳感器的狀態(tài)。
經(jīng)濟(jì)并且簡單的操作。
運(yùn)用廣泛，可替換小型開關(guān)和限位開關(guān)。
原理簡介
具當(dāng)一塊通有電流的金屬或半導(dǎo)體薄片垂直地放在磁場中時(shí),薄片的兩端就會產(chǎn)生電位差,這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應(yīng)。兩端具有的電位差值稱為霍爾電勢U,其表達(dá)式為
U=KIB/d
其中K為霍爾系數(shù),I為薄片中通過的電流,B為外加磁場（洛倫慈力Lorrentz）的磁感應(yīng)強(qiáng)度,d是薄片的厚度。
由此可見,霍爾效應(yīng)的靈敏度低與外加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比的關(guān)系。
霍爾開關(guān)的輸入端是以磁感應(yīng)強(qiáng)度B來表征的,當(dāng)B值達(dá)到一定的程度（如B1）時(shí),霍爾開關(guān)內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn),霍爾開關(guān)的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉(zhuǎn)。輸出端一般采用晶體管輸出,和接近開關(guān)類似有NPN,PNP,常開型,常閉型,鎖存型（雙極性）,雙信號輸出之分。
防腐防偏控制器JG-PG11-DZM
接近開關(guān)BA30-E7010CX AC250VIP65
拉繩開關(guān)JG-BG12-DZMIP67
接近開關(guān)GT3-SK45R
接近開關(guān)LJA51--GK
跑偏開關(guān)WPKON-I IP65
拉繩開關(guān)JLK-A-II
接近開關(guān) IM30N-15-PO-H3
打滑檢測器TYSD-1
制樣機(jī)光電開關(guān)OM18-K100VP6Q
聲光報(bào)警器TBJ-150C
耐腐蝕接近開關(guān)LESOON-M30-15ND 工作電壓:10-30VDC
接近開關(guān)LJM30T-15Z/NKS
接近開關(guān)HQ10-96AQH
耐溫接近開關(guān)HQMW-3050ADK
限位開關(guān)DQX1-DF1/1、DQX1-DF1/2行程開關(guān)
接近開關(guān)NBN12-18GM50-E2-V1
限位開關(guān)MS330-11Y-M20-1366
拉線開關(guān)YHL-II220VAC5A
拉線開關(guān)WLK-L21J/NY?~450VAC/DC10A
跑偏開關(guān)SMPP02-485-W
接近開關(guān)LXJ6-10/30 90-250V 400mA 15mm
雙向拉繩開關(guān)YHLS-I AC:380V/5A
CK-AD磁控開關(guān)|DC24V-AC220V
霍爾傳感器的壽命：霍爾開關(guān)元件 使用壽命長、高響應(yīng)頻率的
深圳市勁拓達(dá)電子有限公司是集研發(fā)、生產(chǎn)與銷售,代理為一體的新型技術(shù)型企業(yè)，致力于壓力傳感器、平膜片壓力傳感器、噴涂設(shè)備專用傳感器、溫度傳感器、液位傳感器、微差壓傳感器等各類傳感器/變送器、自動(dòng)化測控和系統(tǒng)集成領(lǐng)域的研發(fā)與設(shè)計(jì)及生產(chǎn)，技術(shù)力量雄厚，且具有先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和完善的檢測手段,同時(shí)也成功的與國際知名霍爾元件生產(chǎn)商-Magntek?麥格泰克簽下代理協(xié)議，代理其公司旗下全線的霍爾元件產(chǎn)品（Magntek?麥格泰克一個(gè)EKOM品牌，超過十年的全球傳感器技術(shù)巨頭）在多年的奮斗發(fā)展中公司一直秉承著專業(yè)、誠信、信賴的經(jīng)營理念，致力在傳感技術(shù)、自動(dòng)化系統(tǒng)領(lǐng)域提供世界一流的產(chǎn)品和服務(wù)?
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