Hallsensorer används ofta i moderna elektroniska styrsystem installerade i olika typer av utrustning (foto nedan).
Med deras hjälp är det möjligt att implementera ett antal funktioner som underlättar arbetet med enheter och maskiner. Därför är det så viktigt att förstå vad de är och förstå driftsprincipen.
Funktionsprincip
Hallsensorer (eller positionssensorer) är känsliga element som reagerar på magnetfältets storlek som verkar på dem. Det är bekvämare att representera deras arbete i form av en serie stater som beskrivs nedan:
- När en elektrisk ström passerar genom sensorplattan rör sig elektroner i sin ledande kropp i en rak linje (längs längdaxeln).
- Om ett externt magnetfält börjar verka på det påverkas laddningarna enligt Lorentz lag av tvärgående krafter.
- I detta fall avböjs de negativt laddade partiklarna till ena sidan av plattan och hålen som återstår på sin plats ackumuleras på den andra.
- Detta skapar en potentiell skillnad på sensorns sidoytor.
- Det är direkt proportionellt mot styrkan hos det applicerade magnetfältet.
Ytterligare information: Experter tolkar kort denna effekt på följande sätt: om en ledare med konstant ström placeras i ett externt magnetfält kommer en tvärgående potentialskillnad att visas i den.
Den senare kallas Hall-spänningen, som tjänar till att uppskatta storleken på fältet som appliceras från utsidan.
Typer och användningsområden
Det finns två typer Hallsensorer: digital och analog. Den förstnämnda reagerar på närvaron eller frånvaron av ett magnetfält. När dess intensitet når en viss nivå genererar sensorn en signal ("en"). Om gränsen inte uppnås uppfattas den som dess frånvaro eller nollnivå Till nackdelarna med sensorerna av denna typ har de en död zon, där parametern av intresse för användaren inte är kontrollerade. Den analoga sensorn arbetar på en linjär princip och omvandlar kontinuerligt magnetfältets styrka till en potentialskillnad.
Listan över möjliga tillämpningar av Hall-effekten är ganska lång. Sensorer som skapats på grundval används i en mängd olika enheter där det krävs för att mäta och kontrollera intensiteten i e / m-fältet och storleken på strömmen i ledaren. Till skillnad från andra typer av mätare (till exempel strömtransformatorer) mäter de också likström. Hall-effekten används i stor utsträckning i elmotorer och inom fordonselektronik (i synnerhet i tändsystem).
Praktiskt exempel
Den enklaste Hall-sensorn, som presenteras i en av de möjliga versionerna, består av följande huvudkomponenter:
- Permanentmagnet.
- Skärmningsrotor med arbetsspår.
- Själva avkänningselementet med ledningarna (bilden nedan).
Driften av en sådan anordning är baserad på principen att växla magnetflödet med en skärm av en roterande rotor. Genom storleken på den genererade strömmen kan motorhastigheten uppskattas.