Hallov senzor: princíp činnosti a aplikácie

Hallov senzor: princíp činnosti a aplikácie
Hallov senzor: princíp činnosti a aplikácie
Anonim

Halov efekt dostal svoje meno od vedca E. G. Halla, ktorý ho objavil v roku 1879 pri práci s tenkými zlatými platňami. Efektom je vznik napätia, keď je vodivá doska umiestnená v magnetickom poli. Toto napätie sa nazýva Hallovo napätie. Priemyselné uplatnenie tohto efektu bolo možné až 75 rokov po objave, kedy sa začali vyrábať polovodičové filmy s určitými vlastnosťami. Takto sa objavil Hallov senzor, ktorého princíp fungovania je založený na rovnomennom efekte. Tento snímač je zariadenie na meranie sily magnetického poľa. Na jeho základe sú vytvorené aj mnohé ďalšie zariadenia: snímače uhlového a lineárneho posunu, magnetického poľa, prúdu, prietoku atď. Hallov senzor má množstvo výhod, vďaka ktorým sa rozšíril. Po prvé, bezdotykové ovládanie eliminuje mechanické opotrebovanie. Po druhé, je ľahké ho používať za pomerne nízku cenu. Po tretie, zariadenie má malú veľkosť. Po štvrté, zmena frekvencie odozvy nevedie k posunu v samotnom okamihu merania. Po piate, elektrický signál snímača nemá nárazový charakter a po zapnutí okamžitezískava konštantnú hodnotu. Jeho ďalšie výhody sú: prenos signálu bez skreslenia, bezkontaktnosť samotného prenosu signálu, prakticky neobmedzená životnosť, veľký frekvenčný rozsah atď. Má však aj svoje nevýhody, z ktorých hlavnými sú citlivosť na elektromagnetické rušenie v napájacom obvode a zmeny teploty.

Hallov senzor
Hallov senzor

Princíp činnosti Hallovho senzora. Hallov senzor je štrbinová štruktúra s polovodičom na jednej strane a permanentným magnetom na druhej. Pri prúdení prúdu v magnetickom poli pôsobí na elektróny sila, ktorej vektor je kolmý na prúd aj na pole. V tomto prípade sa na stranách dosky objaví potenciálny rozdiel. V medzere snímača je sito, cez ktoré sú siločiary uzavreté. Zabraňuje vzniku rozdielu potenciálov na doske. Ak v medzere nie je žiadna obrazovka, potom sa pri pôsobení magnetického poľa z polovodičovej dosky odstráni potenciálny rozdiel. Keď sito (lopatka rotora) prejde cez medzeru, indukcia na integrovanom obvode bude nulová a na výstupe sa objaví napätie.

Princíp činnosti Hallovho snímača
Princíp činnosti Hallovho snímača

Hallov senzor a zariadenia na ňom založené sú veľmi široko používané v letectve, automobilovom priemysle, prístrojovej technike a mnohých ďalších odvetviach. Vyrábajú ich také známe spoločnosti ako Siemens, Micronas Intermetall, Honeywell, Melexis, Analog Device a mnoho ďalších.

Hallov senzor, princíp činnosti
Hallov senzor, princíp činnosti

Najbežnejší je kľúč tzvHallov snímač, ktorého výstup zmení logický stav, ak magnetické pole prekročí určitú hodnotu. Tieto snímače sú obzvlášť široko používané v bezkomutátorových elektromotoroch ako snímače polohy rotora (RPS). Hallove logické snímače sa používajú v synchronizačných zariadeniach, zapaľovacích systémoch, čítačkách magnetických kariet, kľúčov, bezkontaktných relé a pod. Široko používané sú integrované lineárne snímače, ktoré sa používajú na meranie lineárneho alebo uhlového posunu a elektrického prúdu.

Odporúča: