Hall senzor: princip delovanja in aplikacije

Hall senzor: princip delovanja in aplikacije
Hall senzor: princip delovanja in aplikacije
Anonim

Halov učinek je dobil ime po znanstveniku E. G. Hallu, ki ga je odkril leta 1879 med delom s tankimi zlatimi ploščami. Učinek je pojav napetosti, ko se prevodna plošča postavi v magnetno polje. Ta napetost se imenuje Hallova napetost. Industrijska uporaba tega učinka je postala možna šele 75 let po odkritju, ko so se začeli proizvajati polprevodniški filmi z določenimi lastnostmi. Tako se je pojavil senzor Hall, katerega načelo delovanja temelji na istoimenskem učinku. Ta senzor je naprava za merjenje jakosti magnetnega polja. Na njegovi podlagi so ustvarjene tudi številne druge naprave: senzorji kotnega in linearnega premika, magnetnega polja, toka, pretoka itd. Hall senzor ima številne prednosti, zaradi katerih je postal razširjen. Prvič, brezkontaktno aktiviranje odpravlja mehansko obrabo. Drugič, enostaven za uporabo po dokaj nizki ceni. Tretjič, naprava ima majhno velikost. Četrtič, sprememba frekvence odziva ne vodi do premika v samem trenutku merjenja. Petič, električni signal senzorja nima porušitvenega značaja in se takoj vklopipridobi konstantno vrednost. Njegove druge prednosti so: prenos signala brez popačenja, brezkontaktna narava samega prenosa signala, praktično neomejena življenjska doba, veliko frekvenčno območje itd. Vendar pa ima tudi svoje pomanjkljivosti, med katerimi so glavne občutljivost na elektromagnetne motnje v napajalnem krogu in temperaturne spremembe.

Hallov senzor
Hallov senzor

Načelo delovanja Hallovega senzorja. Hallov senzor je struktura z luknjami s polprevodnikom na eni strani in trajnim magnetom na drugi strani. Ko v magnetnem polju teče tok, na elektrone deluje sila, katere vektor je pravokoten tako na tok kot na polje. V tem primeru se na straneh plošče pojavi potencialna razlika. V reži senzorja je zaslon, skozi katerega so črte sile zaprte. Preprečuje nastanek potencialne razlike na plošči. Če v reži ni zaslona, se pod vplivom magnetnega polja potencialna razlika odstrani s polprevodniške plošče. Ko zaslon (lopatica rotorja) preide skozi režo, bo indukcija na integriranem vezju enaka nič, na izhodu pa se bo pojavila napetost.

Načelo delovanja Hallovega senzorja
Načelo delovanja Hallovega senzorja

Senzor Hall in naprave, ki temeljijo na njem, se zelo pogosto uporabljajo v letalski, avtomobilski, instrumentalni in mnogih drugih industrijah. Proizvajajo jih tako znana podjetja, kot so Siemens, Micronas Intermetall, Honeywell, Melexis, Analog Device in mnoga druga.

Hall senzor, princip delovanja
Hall senzor, princip delovanja

Najpogostejši je tako imenovani ključHallov senzor, katerega izhod spremeni logično stanje, če magnetno polje preseže določeno vrednost. Ti senzorji se še posebej pogosto uporabljajo v brezkrtačnih elektromotorjih kot senzorji položaja rotorja (RPS). Hallovi logični senzorji se uporabljajo v sinhronizacijskih napravah, sistemih za vžig, čitalnikih magnetnih kartic, ključev, brezkontaktnih relejev itd. Široko se uporabljajo integrirani linearni senzorji, ki se uporabljajo za merjenje linearnega ali kotnega premika in električnega toka.

Priporočena: