Hall-anturi: toimintaperiaate ja sovellukset

Hall-anturi: toimintaperiaate ja sovellukset
Hall-anturi: toimintaperiaate ja sovellukset
Anonim

Hall-ilmiö sai nimensä tiedemieheltä E. G. Hallilta, joka löysi sen vuonna 1879 työskennellessään ohuiden kultalevyjen kanssa. Vaikutus on jännitteen ilmestyminen, kun johtava levy asetetaan magneettikenttään. Tätä jännitettä kutsutaan Hall-jännitteeksi. Tämän efektin teollinen soveltaminen tuli mahdolliseksi vasta 75 vuotta löydön jälkeen, kun tietyillä ominaisuuksilla varustettuja puolijohdekalvoja alettiin valmistaa. Näin ilmestyi Hall-anturi, jonka toimintaperiaate perustuu samannimiseen vaikutukseen. Tämä anturi on laite, joka mittaa magneettikentän voimakkuutta. Sen pohj alta luodaan myös monia muita laitteita: kulma- ja lineaarisiirtymän, magneettikentän, virran, virtauksen jne. Hall-anturilla on useita etuja, joiden ansiosta se on yleistynyt. Ensinnäkin kosketukseton käyttö eliminoi mekaanisen kulumisen. Toiseksi sitä on helppo käyttää melko alhaisilla kustannuksilla. Kolmanneksi laite on pieni koko. Neljänneksi muutos vastetaajuudessa ei johda muutokseen juuri mittaushetkessä. Viidenneksi anturin sähköisellä signaalilla ei ole purskemerkkiä, ja kun se käynnistetään välittömästisaa vakioarvon. Sen muita etuja ovat: signaalin siirto ilman säröä, itse signaalin lähetyksen kosketukseton luonne, käytännössä rajoittamaton käyttöikä, suuri taajuusalue jne. Sillä on kuitenkin myös haittapuolensa, joista tärkeimmät ovat herkkyys sähkömagneettisille häiriöille virtapiirissä ja lämpötilan muutoksille.

Hall anturi
Hall anturi

Hall-anturin toimintaperiaate. Hall-anturi on rako-reikärakenne, jonka toisella puolella on puolijohde ja toisella kestomagneetti. Kun virta kulkee magneettikentässä, elektroneihin vaikuttaa voima, jonka vektori on kohtisuorassa sekä virran että kentän suhteen. Tässä tapauksessa levyn sivuille ilmestyy potentiaaliero. Anturin raossa on näyttö, jonka läpi voimalinjat suljetaan. Se estää potentiaalieron muodostumisen levylle. Jos raossa ei ole näyttöä, magneettikentän vaikutuksesta potentiaaliero poistetaan puolijohdelevystä. Kun suojus (roottorilapa) kulkee raon läpi, integroidun piirin induktio on nolla ja ulostulossa näkyy jännite.

Hall-anturin toimintaperiaate
Hall-anturin toimintaperiaate

Hall-anturia ja siihen perustuvia laitteita käytetään erittäin laajasti lento-, auto-, instrumentointi- ja monilla muilla teollisuudenaloilla. Niitä valmistavat sellaiset tunnetut yritykset kuin Siemens, Micronas Intermetall, Honeywell, Melexis, Analog Device ja monet muut.

Hall-anturi, toimintaperiaate
Hall-anturi, toimintaperiaate

Yleisin on ns. avainHall-anturi, jonka lähtö muuttaa loogista tilaa, jos magneettikenttä ylittää tietyn arvon. Näitä antureita käytetään erityisen laaj alti harjattomissa sähkömoottoreissa roottorin asentoantureina (RPS). Hall-logiikkaantureita käytetään synkronointilaitteissa, sytytysjärjestelmissä, magneettikorttien lukijoissa, avaimissa, kontaktittomissa releissä jne. Integroituja lineaarisia antureita käytetään laaj alti, joita käytetään lineaarisen tai kulmasiirtymän ja sähkövirran mittaamiseen.

Suositeltava: