Η τάση Hall ανακαλύφθηκε από τον Edwin Hall το 1879. Το Hall Effect προκαλείται λόγω της φύσης του ρεύματος σε έναν αγωγό. Πολλές εφευρέσεις χρησιμοποίησαν αυτήν τη θεωρία Hall Effect. Αυτή η θεωρία χρησιμοποιείται επίσης στο τρέχον Αισθητήρες , αισθητήρες πίεσης, αισθητήρες ροής ρευστού κ.λπ… Μία τέτοια εφεύρεση που μπορεί να μετρήσει το μαγνητικό πεδίο είναι ο αισθητήρας Hall Effect.
Ορισμός αισθητήρα Hall Effect
Οι αισθητήρες Hall-Effect είναι γραμμικοί μορφοτροπείς που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του μεγέθους του μαγνητικού πεδίου. Δουλεύοντας με την αρχή του Hall Effect, αυτοί οι αισθητήρες παράγουν τάση Hall όταν ανιχνεύεται μαγνητικό πεδίο, το οποίο χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της πυκνότητας μαγνητικής ροής.
Οι γραμμικοί αισθητήρες μπορούν να μετρήσουν το ευρύ φάσμα μαγνητικών πεδίων. Εκτός από τα μαγνητικά πεδία, αυτοί οι αισθητήρες χρησιμοποιούνται επίσης για την ανίχνευση εγγύτητας, θέσης, ταχύτητας. Για αυτούς τους αισθητήρες, η τάση εξόδου είναι άμεσα ανάλογη με το μέγεθος του μαγνητικού πεδίου.
Αρχή εργασίας του αισθητήρα Hall Effect
Η αρχή της τάσης Hall χρησιμοποιείται ως αρχή λειτουργίας του αισθητήρα Hall Effect. Σε μια λεπτή λωρίδα αγωγού, τα ηλεκτρόνια ρέουν σε ευθεία γραμμή όταν εφαρμόζεται ηλεκτρισμός. Όταν αυτός ο φορτισμένος αγωγός έρχεται σε επαφή με το μαγνητικό πεδίο που είναι σε κάθετη κατεύθυνση προς την κίνηση των ηλεκτρονίων, τα ηλεκτρόνια εκτρέπονται.
Μερικά ηλεκτρόνια συλλέγονται από τη μία πλευρά, ενώ κάποια από την άλλη. Λόγω αυτού, ένα από τα αεροπλάνα του αγωγού συμπεριφέρεται ως αρνητικά φορτισμένο, ενώ το άλλο συμπεριφέρεται ως θετικά φορτισμένο. Αυτό δημιουργεί πιθανή διαφορά και παράγεται τάση. Αυτή η τάση ονομάζεται τάση Hall.
Τα ηλεκτρόνια συνεχίζουν να κινούνται από τη μία πλευρά του επιπέδου μέχρι την επίτευξη ισορροπίας μεταξύ της δύναμης που ασκείται σε φορτισμένα σωματίδια λόγω ηλεκτρικού πεδίου και της δύναμης που προκάλεσε μαγνητική ροή που προκάλεσε αυτή την αλλαγή. Όταν αυτός ο διαχωρισμός σταματήσει, η τιμή της τάσης της αίθουσας εκείνη τη στιγμή δίνει το μέτρο της πυκνότητας μαγνητικής ροής.
Κύκλωμα αισθητήρα εφέ αίθουσας
Με βάση τη σχέση μεταξύ τάσης και πυκνότητας μαγνητικής ροής, οι αισθητήρες Hall Effect είναι δύο τύπων. Στον γραμμικό αισθητήρα, η τάση εξόδου σχετίζεται γραμμικά με την πυκνότητα μαγνητικής ροής. Στον αισθητήρα κατωφλίου, σε κάθε πυκνότητα μαγνητικής ροής, η τάση εξόδου θα έχει απότομη μείωση.
Οι αισθητήρες Hall Effect μπορούν να θεωρηθούν ως γραμμικοί μετατροπείς. Για την επεξεργασία της εξόδου του αισθητήρα απαιτούνται ένα γραμμικό κύκλωμα που μπορεί να παρέχει σταθερό ρεύμα οδήγησης στους αισθητήρες και επίσης ενισχύει το σήμα εξόδου.
Εφαρμογές του αισθητήρα Hall Effect
Οι εφαρμογές των αισθητήρων Hall-effect είναι οι εξής:
- Όταν συνδυάζονται με την ανίχνευση κατωφλίου ενεργούν ως διακόπτης.
- Αυτά χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές εξαιρετικά υψηλής αξιοπιστίας, όπως πληκτρολόγια.
- Οι αισθητήρες Hall Effect χρησιμοποιούνται για το χρονισμό της ταχύτητας των τροχών και των αξόνων.
- Αυτά χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση της θέσης του μόνιμου μαγνήτη στο ηλεκτρικοί κινητήρες DC χωρίς ψήκτρες.
- Οι αισθητήρες Hall Effect είναι ενσωματωμένοι σε ψηφιακές ηλεκτρονικές συσκευές μαζί με γραμμικούς μορφοτροπείς.
- Αίσθηση της παρουσίας του μαγνητικού πεδίου σε βιομηχανικές εφαρμογές.
- Χρησιμοποιείται σε smartphone για να ελέγξει αν το εξάρτημα του καπακιού είναι κλειστό.
- Για μέτρηση συνεχούς ρεύματος συνεχούς ρεύματος σε μετασχηματιστές ρεύματος, χρησιμοποιείται αισθητήρας Hall Effect.
- Αυτό χρησιμοποιείται ως αισθητήρας για την ανίχνευση των επιπέδων καυσίμου στα αυτοκίνητα.
Παραδείγματα
Μερικά από τα παραδείγματα για την εφαρμογή αισθητήρων Hall Effect είναι το τρέχον μετασχηματιστές , Ανίχνευση θέσης, αξεσουάρ Galaxy S4, διακόπτης πληκτρολογίου, υπολογιστές, ανίχνευση εγγύτητας, ανίχνευση ταχύτητας, τρέχουσες εφαρμογές ανίχνευσης, ταχύμετρο, συστήματα πέδησης κατά της κλειδαριάς, μαγνητόμετρα , Κινητήρες DC, δίσκοι κλπ…
Αισθητήρες Hall Effect διατίθενται με τη μορφή διαφορετικών IC 'μικρό. Πολλοί από τους αισθητήρες Hall Effect στην αγορά περιέχουν ένα στοιχείο αισθητήρα μαζί με έναν ενισχυτή IC υψηλής απόδοσης. Αυτά είναι ασφαλή από περιβαλλοντικές αλλαγές λόγω της προστατευτικής συσκευασίας τους. Ποιο από το IC αισθητήρα Hall Effect έχετε χρησιμοποιήσει;
