Hallův senzor: princip činnosti a aplikace

Hallův senzor: princip činnosti a aplikace
Hallův senzor: princip činnosti a aplikace
Anonim

Halův efekt dostal své jméno od vědce E. G. Halla, který jej objevil v roce 1879 při práci s tenkými zlatými pláty. Efektem je vznik napětí, když je vodivá deska umístěna v magnetickém poli. Toto napětí se nazývá Hallovo napětí. Průmyslové využití tohoto efektu bylo možné až 75 let po objevu, kdy se začaly vyrábět polovodičové filmy s určitými vlastnostmi. Tak se objevil Hallův senzor, jehož princip fungování je založen na stejnojmenném efektu. Tento senzor je zařízení pro měření síly magnetického pole. Na jeho základě je také vytvořeno mnoho dalších zařízení: snímače úhlového a lineárního posuvu, magnetického pole, proudu, průtoku atd. Hallův senzor má řadu výhod, díky kterým se rozšířil. Za prvé, bezdotykové ovládání eliminuje mechanické opotřebení. Za druhé, je snadné jej používat za poměrně nízkou cenu. Za třetí, zařízení má malou velikost. Za čtvrté, změna frekvence odezvy nevede k posunu v samotném okamžiku měření. Za páté, elektrický signál snímače nemá nárazový charakter a po zapnutí okamžitězískává konstantní hodnotu. Jeho dalšími přednostmi jsou: přenos signálu bez zkreslení, bezkontaktní charakter samotného přenosu signálu, prakticky neomezená životnost, velký frekvenční rozsah atd. Má však také své nevýhody, z nichž hlavní jsou citlivost na elektromagnetické rušení v napájecím obvodu a změny teploty.

Hallův senzor
Hallův senzor

Princip činnosti Hallova senzoru. Hallův senzor je štěrbinová struktura s polovodičem na jedné straně a permanentním magnetem na druhé. Protéká-li proud v magnetickém poli, působí na elektrony síla, jejíž vektor je kolmý na proud i pole. V tomto případě se na stranách desky objeví potenciální rozdíl. V mezeře snímače je clona, přes kterou jsou siločáry uzavřeny. Zabraňuje vzniku potenciálového rozdílu na desce. Pokud v mezeře není žádná obrazovka, pak při působení magnetického pole bude z polovodičové desky odstraněn potenciální rozdíl. Když stínítko (lopatka rotoru) projde mezerou, bude indukce na integrovaném obvodu nulová a na výstupu se objeví napětí.

Princip fungování Hallova senzoru
Princip fungování Hallova senzoru

Senzor Hall a zařízení na něm založená jsou velmi široce používána v letectví, automobilovém průmyslu, přístrojové technice a mnoha dalších průmyslových odvětvích. Vyrábějí je tak známé společnosti jako Siemens, Micronas Intermetall, Honeywell, Melexis, Analog Device a mnoho dalších.

Hallův senzor, princip činnosti
Hallův senzor, princip činnosti

Nejběžnější je tzv. klíčHallův snímač, jehož výstup změní logický stav, pokud magnetické pole překročí určitou hodnotu. Tyto snímače jsou zvláště široce používány v bezkomutátorových elektromotorech jako snímače polohy rotoru (RPS). Hallovy logické snímače se používají v synchronizačních zařízeních, zapalovacích systémech, čtečkách magnetických karet, klíčů, bezkontaktních relé atd. Široce se používají integrální lineární snímače, které se používají k měření lineárního nebo úhlového posunutí a elektrického proudu.

Doporučuje: