Hall sensors: darbības princips un pielietojumi

Hall sensors: darbības princips un pielietojumi
Hall sensors: darbības princips un pielietojumi
Anonim

Hola efekts savu nosaukumu ieguvis no zinātnieka E. G. Hola, kurš to atklāja 1879. gadā, strādājot ar plānām zelta plāksnēm. Efekts ir sprieguma parādīšanās, kad vadoša plāksne tiek novietota magnētiskajā laukā. Šo spriegumu sauc par Halla spriegumu. Šī efekta rūpnieciska izmantošana kļuva iespējama tikai 75 gadus pēc atklāšanas, kad sāka ražot pusvadītāju plēves ar noteiktām īpašībām. Tā parādījās Hall sensors, kura darbības princips ir balstīts uz tāda paša nosaukuma efektu. Šis sensors ir ierīce magnētiskā lauka stipruma mērīšanai. Uz tā pamata tiek izveidotas arī daudzas citas ierīces: leņķiskās un lineārās nobīdes, magnētiskā lauka, strāvas, plūsmas sensori utt. Hall sensoram ir vairākas priekšrocības, pateicoties kurām tas ir kļuvis plaši izplatīts. Pirmkārt, bezkontakta iedarbināšana novērš mehānisko nodilumu. Otrkārt, to ir viegli lietot par diezgan zemām izmaksām. Treškārt, ierīcei ir mazs izmērs. Ceturtkārt, reakcijas frekvences izmaiņas neizraisa izmaiņas pašā mērījuma brīdī. Piektkārt, sensora elektriskajam signālam nav pārrāvuma rakstura, un, kad tas tiek nekavējoties ieslēgtsiegūst nemainīgu vērtību. Citas tās priekšrocības ir: signāla pārraide bez kropļojumiem, paša signāla pārraides bezkontakta raksturs, praktiski neierobežots kalpošanas laiks, liels frekvenču diapazons utt. Tomēr tam ir arī savi trūkumi, no kuriem galvenie ir jutība pret elektromagnētiskiem traucējumiem strāvas ķēdē un temperatūras izmaiņas.

Halles sensors
Halles sensors

Hall sensora darbības princips. Hall sensors ir spraugas-caurumu struktūra ar pusvadītāju vienā pusē un pastāvīgo magnētu otrā pusē. Strāvai plūstot magnētiskajā laukā, uz elektroniem iedarbojas spēks, kura vektors ir perpendikulārs gan strāvai, gan laukam. Šajā gadījumā plāksnes sānos parādās potenciālu atšķirība. Sensora spraugā ir ekrāns, caur kuru tiek aizvērtas spēka līnijas. Tas novērš potenciālu starpības veidošanos uz plāksnes. Ja spraugā nav ekrāna, tad magnētiskā lauka iedarbībā no pusvadītāju plāksnes tiks noņemta potenciālu starpība. Kad ekrāns (rotora lāpstiņa) iziet cauri spraugai, integrālās shēmas indukcija būs nulle, un izejā parādīsies spriegums.

Halles sensora darbības princips
Halles sensora darbības princips

Hall sensoru un uz tā bāzes izgatavotās ierīces ļoti plaši izmanto aviācijā, automobiļu rūpniecībā, instrumentu iekārtās un daudzās citās nozarēs. Tos ražo tādi labi zināmi uzņēmumi kā Siemens, Micronas Intermetall, Honeywell, Melexis, Analog Device un daudzi citi.

Halles sensors, darbības princips
Halles sensors, darbības princips

Visizplatītākā ir tā sauktā atslēgaHolas sensors, kura izeja maina loģisko stāvokli, ja magnētiskais lauks pārsniedz noteiktu vērtību. Šos sensorus īpaši plaši izmanto bezsuku elektromotoros kā rotora pozīcijas sensorus (RPS). Halles loģikas sensori tiek izmantoti sinhronizācijas ierīcēs, aizdedzes sistēmās, magnētisko karšu lasītājos, atslēgās, bezkontakta relejos u.c. Plaši tiek izmantoti integrētie lineārie sensori, kurus izmanto lineārās vai leņķiskās nobīdes un elektriskās strāvas mērīšanai.

Ieteicams: