Hall-sensor: funktionsprincip og applikationer

Hall-sensor: funktionsprincip og applikationer
Hall-sensor: funktionsprincip og applikationer
Anonim

Hall-effekten fik sit navn fra videnskabsmanden E. G. Hall, som opdagede den i 1879, mens han arbejdede med tynde guldplader. Effekten er udseendet af en spænding, når en ledende plade placeres i et magnetfelt. Denne spænding kaldes Hall-spændingen. Den industrielle anvendelse af denne effekt blev mulig kun 75 år efter opdagelsen, da halvlederfilm med visse egenskaber begyndte at blive produceret. Sådan så Hall-sensoren ud, hvis funktionsprincip er baseret på effekten af samme navn. Denne sensor er en enhed til at måle styrken af det magnetiske felt. Mange andre enheder er også skabt på dets grundlag: sensorer af vinkel- og lineær forskydning, magnetfelt, strøm, flow osv. Hall-sensoren har en række fordele, takket være hvilke den er blevet udbredt. For det første eliminerer berøringsfri aktivering mekanisk slid. For det andet er det nemt at bruge til en ret lav pris. For det tredje har enheden en lille størrelse. For det fjerde fører en ændring i responsfrekvensen ikke til et skift i selve måleøjeblikket. For det femte har sensorens elektriske signal ikke en burst-karakter, og når den tændes med det sammefår en konstant værdi. Dens andre fordele er: sign altransmission uden forvrængning, berøringsfri karakter af selve sign altransmissionen, praktisk t alt ubegrænset levetid, stort frekvensområde osv. Det har dog også sine ulemper, hvoraf de vigtigste er følsomhed over for elektromagnetisk interferens i strømkredsløbet og temperaturændringer.

Hall sensor
Hall sensor

Princippet for Hall-sensorens funktion. Hall-sensoren er en slids-hul-struktur med en halvleder på den ene side og en permanent magnet på den anden. Når en strøm løber i et magnetfelt, virker en kraft på elektronerne, hvis vektor er vinkelret på både strømmen og feltet. I dette tilfælde vises en potentialforskel på siderne af pladen. I sensorens mellemrum er der en skærm, gennem hvilken kraftlinjerne lukkes. Det forhindrer dannelsen af en potentialforskel på pladen. Hvis der ikke er nogen skærm i mellemrummet, vil en potentialforskel blive fjernet fra halvlederpladen under påvirkning af et magnetfelt. Når skærmen (rotorbladet) passerer gennem sp alten, vil induktionen på det integrerede kredsløb være nul, og der vises en spænding ved udgangen.

Hall sensor arbejdsprincip
Hall sensor arbejdsprincip

Hall-sensoren og enheder baseret på den er meget udbredt inden for luftfart, bilindustrien, instrumentering og mange andre industrier. De er produceret af så velkendte virksomheder som Siemens, Micronas Intermetall, Honeywell, Melexis, Analog Device og mange andre.

Hall sensor, funktionsprincip
Hall sensor, funktionsprincip

Det mest almindelige er den såkaldte nøgleHall-sensor, hvis output ændrer den logiske tilstand, hvis magnetfeltet overstiger en vis værdi. Disse sensorer er især udbredt i børsteløse elektriske motorer som rotorpositionssensorer (RPS). Halllogiske sensorer bruges i synkroniseringsenheder, tændingssystemer, læsere af magnetkort, nøgler, kontaktløse relæer mv. Integrale lineære sensorer er meget udbredt, som bruges til at måle lineær eller vinkelforskydning og elektrisk strøm.

Anbefalede: