Промышленное производство
Промышленный Интернет вещей | Промышленные материалы | Техническое обслуживание и ремонт оборудования | Промышленное программирование |
home  MfgRobots >> Промышленное производство >  >> Manufacturing Technology >> Промышленные технологии

Эффект Холла и датчики Холла: принципы работы и применение

В этом уроке мы изучим, что такое эффект Холла и как работают датчики Холла. Доступно видео и текстовая версия ниже.

Обзор

Эффект Холла — самый распространенный метод измерения магнитного поля. Датчики Холла широко применяются в современных системах: в автомобилях как датчики скорости колес, положение коленвала и распредвала, а также как выключатели, MEMS-компасы, датчики приближения и др. Рассмотрим их работу, но начнем с теории.

Что такое эффект Холла?

Эксперимент, объясняющий эффект: имеем тонкую проводящую пластину, через которую протекает ток. Заряженные частицы движутся прямолинейно от одного края к другому.

Эффект Холла и датчики Холла: принципы работы и применение

Приблизим магнитное поле — поток зарядов нарушится из-за силы Лоренца. Электроны отклонятся к одному краю пластины, дырочки — к другому. Если подключить вольтметр к другим двум краям, измерится напряжение.

Эффект Холла и датчики Холла: принципы работы и применение

Это явление — эффект Холла, открытый Эдвином Холлом в 1879 году.

Датчики Холла

Базовый холловский элемент выдает очень малое напряжение — всего несколько микровольт на гаусс, поэтому в датчики встраивают высокоусиленные усилители.

Эффект Холла и датчики Холла: принципы работы и применение

Существует два типа: с аналоговым и дискретным выходом. Аналоговый датчик содержит стабилизатор напряжения, холловский элемент и усилитель. Выходное напряжение пропорционально силе магнитного поля. Благодаря непрерывному линейному выходу они подходят для измерения расстояния.

Эффект Холла и датчики Холла: принципы работы и применение

Цифровые датчики выдают только два состояния: «ВКЛ» или «ВЫКЛ». В их схему добавлен триггер Шмитта, обеспечивающий гистерезис — два пороговых уровня, благодаря чему выход четко фиксируется в высоком или низком состоянии. Подробнее о триггере Шмитта — в отдельном уроке.

Пример — холловский выключатель. Применяются как концевые выключатели в 3D-принтерах, станках ЧПУ, для детектирования и позиционирования в промышленной автоматизации.

Эффект Холла и датчики Холла: принципы работы и применение

Другое применение — измерение скорости вращения/оборотов и определение положения коленвала/распредвала в двигателях. Датчик состоит из холловского элемента и постоянного магнита, установленных возле зубчатого диска на вращающемся валу.

Эффект Холла и датчики Холла: принципы работы и применение

Зазор между датчиком и зубами диска минимален. Каждый проходящий зуб меняет магнитное поле, переключая выход датчика в высокое или низкое состояние. На выходе получается прямоугольный сигнал, удобный для расчета оборотов вала.

Промышленные технологии

  1. Что такое тумблер-пресс? Как он работает и почему важен
  2. Демагнитизаторы: как они добавляют или удаляют магнетизм с инструментов
  3. Плоские пружины: конструкция, принцип работы и руководство по выбору
  4. Трансферная литье: процесс, преимущества и варианты
  5. Понимание автомобильных трансмиссий: типы, функции и принцип работы
  6. Исследование 6G: будущее ультрабыстрой связи
  7. 3D-печать: технологии, процессы и принцип работы
  8. Понимание дуговой сварки: виды, принцип работы и ключевые преимущества
  9. Угловой транспортир (Bevel Protractor): как измеряет углы и почему это важно
  10. Лужение меди: Техники и советы для прочных, надежных соединений