Сензор на Хол: принцип на действие и приложения

Сензор на Хол: принцип на действие и приложения
Сензор на Хол: принцип на действие и приложения
Anonim

Ефектът на Хол получава името си от учения Е. Г. Хол, който го открива през 1879 г., докато работи с тънки златни пластини. Ефектът е появата на напрежение при поставяне на проводяща плоча в магнитно поле. Това напрежение се нарича напрежение на Хол. Индустриалното приложение на този ефект става възможно едва 75 години след откритието, когато започват да се произвеждат полупроводникови филми с определени свойства. Така се появи сензорът на Хол, чийто принцип на действие се основава на едноименния ефект. Този сензор е устройство за измерване на силата на магнитното поле. На негова основа се създават и много други устройства: сензори за ъглови и линейни премествания, магнитно поле, ток, поток и др. Сензорът на Хол има редица предимства, благодарение на които е станал широко разпространен. Първо, безконтактното задействане елиминира механичното износване. Второ, той е лесен за използване на сравнително ниска цена. На трето място, устройството има малък размер. Четвърто, промяната в честотата на реакцията не води до изместване в самия момент на измерване. На пето място, електрическият сигнал на сензора няма пръскащ характер и при незабавно включванепридобива постоянна стойност. Другите му предимства са: предаване на сигнал без изкривяване, безконтактен характер на самото предаване на сигнала, практически неограничен експлоатационен живот, голям честотен обхват и др. Въпреки това, той има и своите недостатъци, основните от които са чувствителност към електромагнитни смущения в захранващата верига и температурни промени.

Сензор на Хол
Сензор на Хол

Принципът на действие на сензора на Хол. Сензорът на Хол е структура с прорези с полупроводник от едната страна и постоянен магнит от другата. Когато ток тече в магнитно поле, върху електроните действа сила, чийто вектор е перпендикулярен както на тока, така и на полето. В този случай по страните на плочата се появява потенциална разлика. В пролуката на сензора има екран, през който се затварят силовите линии. Той предотвратява образуването на потенциална разлика върху плочата. Ако в пролуката няма екран, тогава под действието на магнитно поле потенциалната разлика ще бъде премахната от полупроводниковата плоча. Когато екранът (лопатката на ротора) премине през пролуката, индукцията на интегралната схема ще бъде нула и на изхода ще се появи напрежение.

Принцип на работа на сензора на Хол
Принцип на работа на сензора на Хол

Сензорът на Хол и устройствата, базирани на него, се използват много широко в авиацията, автомобилостроенето, приборостроенето и много други индустрии. Произвеждат се от такива известни компании като Siemens, Micronas Intermetall, Honeywell, Melexis, Analog Device и много други.

Сензор на Хол, принцип на действие
Сензор на Хол, принцип на действие

Най-често срещаният е т.нар ключСензор на Хол, чийто изход променя логическото състояние, ако магнитното поле надвиши определена стойност. Тези сензори са особено широко използвани в безчеткови електродвигатели като сензори за положение на ротора (RPS). Логическите сензори на Хол се използват в устройства за синхронизация, запалителни системи, четци на магнитни карти, ключове, безконтактни релета и др. Широко използвани са интегралните линейни сензори, които се използват за измерване на линейно или ъглово преместване и електрически ток.

Препоръчано: