Понимание датчика Холла

Эффект Холла назван в честь Эдвина Холла, который в 1879 году обнаружил, что при прохождении магнитного поля через проводящую пластину с током в направлении, перпендикулярном плоскости пластины, на пластине возникает потенциал напряжения. Сила Лоренца, изображенная на верхней панели, является основным физическим принципом, лежащим в основе эффекта Холла. Когда электрон движется в направлении, перпендикулярном приложенному магнитному полю B, на него действует сила, называемая силой Лоренца, которая перпендикулярна как приложенному полю, так и протекающему току.

Датчик Холла (или просто датчик Холла) — это тип датчика, который использует эффект Холла для обнаружения наличия и амплитуды магнитного поля. Выходное напряжение датчика Холла пропорционально напряженности поля. В этой статье вы узнаете определение, области применения, схему, принцип работы, преимущества и недостатки датчика Холла.

Что такое датчик Холла?

Магнитный датчик представляет собой разновидность датчика Холла. Датчик Холла — это преобразователь, реагирующий на изменения магнитного поля изменением выходного напряжения. Это электронное устройство, которое обнаруживает эффект Холла и преобразует его результаты в электронные данные, которые затем можно использовать для включения и выключения цепи, измерения флуктуирующего магнитного поля, обработки встроенным компьютером или отображения на интерфейсе. .

Когда магнит помещается перпендикулярно проводнику с током, электроны в проводнике отталкиваются в одну сторону, что приводит к разности потенциалов заряда (т.е. напряжения). Таким образом, наличие и амплитуда магнитного поля вблизи проводника определяются эффектом Холла.

Применение датчика Холла

Ниже приведены общие области применения датчика Холла:

• Датчики Холла используются в таких приложениях, как определение приближения, определение местоположения, определение скорости и определение тока.
• Датчики Холла часто используются для измерения скорости вращения колес и валов, например, в тахометрах или для определения времени зажигания двигателей внутреннего сгорания.
• Они используются для определения положения постоянного магнита в бесщеточных электродвигателях постоянного тока.
• Обнаружение движущегося элемента вместо механического концевого выключателя является распространенным применением. Индексация вращательного или поступательного движения — еще одно распространенное использование.

Схема датчика Холла:

принцип работы

При работе датчика на эффекте Холла тонкий прямоугольный полупроводниковый материал p-типа, такой как арсенид галлия (GaAs), антимонид индия (InSb) или арсенид индия (InAs), пропускает через себя непрерывный ток, образуя датчик Холла. Линии магнитного потока воздействуют на полупроводниковый материал, когда устройство помещается в магнитное поле, отклоняя носители заряда, электроны и дырки по обе стороны от полупроводниковой пластины. Магнитная сила, с которой сталкиваются носители заряда при прохождении через полупроводниковый материал, заставляет их двигаться.

Накопление носителей заряда создает разность потенциалов между двумя сторонами полупроводникового материала, поскольку электроны и дырки мигрируют в стороны. Существование внешнего магнитного поля под прямым углом к ​​полупроводниковому материалу затем влияет на прохождение электронов через него, и это влияние выше в плоском материале прямоугольной формы. Эффект Холла — это результат использования магнитного поля для создания измеряемого напряжения.

Линии магнитного потока должны быть перпендикулярны (90o) протекающему току и иметь правильную полярность, часто южный полюс, чтобы создать разность потенциалов на устройстве. Эффект Холла показывает тип магнитного полюса, а также величину магнитного поля. Например, южный полюс заставляет устройство создавать выходное напряжение, тогда как северный полюс не влияет. При отсутствии магнитного поля датчики и переключатели на эффекте Холла должны находиться в положении «ВЫКЛ» (состояние разомкнутой цепи). При воздействии магнитного поля соответствующей силы и полярности они включаются (состояние замкнутой цепи).

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше о датчике Холла:

Преимущества и недостатки датчика Холла

Преимущества:

Ниже приведены преимущества датчика Холла в различных приложениях:

• По сравнению с электромагнитными переключателями это совсем недорого.
• Можно работать на высокой частоте.
• Его можно использовать для различных целей, включая датчики смещения, положения и приближения.
• Он прочен и долговечен и может выдерживать суровые условия.
• Поскольку они устойчивы к влаге, они идеально подходят для различных применений.
• Нет проблем с возвратом контактов.

Недостатки:

Единственным недостатком датчика Холла является несоосность контакта в элементе Холла и пьезорезистивные эффекты, датчик становится слабым.

Заключение

Датчик Холла (или просто датчик Холла) — это тип датчика, который использует эффект Холла для обнаружения наличия и амплитуды магнитного поля. Выходное напряжение датчика Холла пропорционально напряженности поля. Это все, что касается этой статьи, в которой обсуждаются определение, применение, схема, работа, преимущества и недостатки датчика Холла.

Надеюсь, вы многому научитесь из прочитанного, если да, поделитесь с другими учениками. Спасибо за внимание, увидимся!