Hvad er en Hall-sensor, og hvor bruges den?

Funktionsprincip og typer

Brugen af ​​sensorer i forskellige enheder (især i tabletten) forklares ved deres evne til at reagere på feltændringer og slukke, når sagens magnetiske dæksel er lukket. På grund af denne egenskab er de installeret i vaskemaskiner, så du kan kontrollere tromlens rotationshastighed. Enkelt set - her bruges Hall-sensoren som et turteller.

Historisk baggrund

For at forstå funktionen af ​​dette element, skal du bruge en lille udflugt til historien. I 1879 opdagede den amerikanske fysiker Hall et interessant fænomen relateret til opførsel af en leder med strøm i et magnetfelt. Testen viste, at hvis en strøm ledes gennem en kobberplade placeret mellem magneterne, vises der en potentialforskel på dens laterale flader. Et logisk spørgsmål opstår: hvordan kontrolleres denne spænding derhjemme?

Det viste sig, at det i praksis kan være det mål med et multimeter eller enhver anden enhed, der har de passende grænser. Det samme kan gøres med enhver passende tester eller lignende instrument.

Målerens tilslutning bekræfter, at de bevægende elektroner afbøjes til siden under påvirkning af magnetfeltet (vinkelret på bevægelsesretningen).

Vigtigt! Størrelsen på denne afvigelse eller potentialeforskel er proportional med magnetenes "magt" og strømmen gennem pladen.

På dette grundlag konkluderede Hall, at en sådan leder er et godt værktøj til måling af magnetfeltet. Betjeningen af ​​et specielt følsomt element kaldet Hall-sensoren er baseret på denne effekt. Når du har fundet ud af, hvordan det fungerer i hver enkelt enhed, kan du være sikker på den endelige assimilering af dens driftsprincip.

klassifikation

Det er vigtigt at forstå, hvad Hall-sensorer er, og efter hvilket princip de normalt klassificeres. I henhold til funktionerne i arbejdet, og hvorfor det er nødvendigt eller til dets tilsigtede formål, kan Hall-sensoren have forskellige design. En af sorterne er analoge enheder, der producerer et kontinuerligt signal ved udgangen.

I modsætning hertil har et digitalt element kun to diskrete tilstande (“nul” og “enhed”). Denne type enhed kan være unipolær eller have en bipolær type.Den første af dem fungerer, når der registreres et felt med polaritet og slukkes, når det forsvinder. Det vil sige, en unipolar digital sensor reagerer kun på fraværet eller tilstedeværelsen af ​​magnetisk spænding. De betragtede funktioner i hver af underarterne hjælper også med at forstå, hvad det er - en Hall-sensor.

Unipolære sensorer skifter kun til ”enheden”, når feltet når tærskleniveauet og ikke er i stand til at bestemme dets tilstedeværelse ved svage spændinger. Den angivne egenskab er et betydeligt minus af sådanne enheder, hvilket markant begrænser omfanget af deres anvendelse. Den bipolære sensor udløses under hensyntagen til magnetfeltets polaritet, hvoraf den ene tænder den, og den anden slukker for den.

Den konventionelle grafiske betegnelse for enheder i denne klasse er vist på billedet herunder:

Eksempler på enhed og brug

Det enkleste system med en Hall-sensor inkluderer følgende elementer:

1. Permanent magnet (dets funktion er at oprette et magnetfelt).
2. Bevægelig rotor med knive eller tænder.
3. En speciel stang lavet af magnetisk materiale (magnetisk kerne).
4. Plastkasse.

Derudover tilvejebringer den tekniske egenskab ved sensoren brugen af ​​mikrokredsløb involveret i måleprocessen.

Det er muligt at forstå princippet om betjening af denne enhed, hvis du gør dig bekendt med det detaljerede diagram over inkludering af Hall-sensoren i målezonen. Forbindelsesdiagrammet og essensen af ​​sensoren kan repræsenteres som følger:

• I spalten, der dannes af halvdelene af det magnetiske kredsløb, bevæger metalrotorbladene sig.
• Når de roterer, forekommer periodisk shunting af magnetfluxen.
• Den integrerede mikrokredsløb sørger for bestemmelse af et nul-induktionsindeks (på disse øjeblikke er spændingen ved dens output maksimal).
• Hyppigheden af ​​sådanne bursts, beregnet af den samme chip, bruges til at bedømme rotationshastigheden for et kontrolleret objekt (f.eks. En motoraksel i en motorcykel).

For at denne proces skal fungere normalt, når sensoren er inkluderet i målekredsløbet, skal der tages højde for denne prøves udpolering (det kan være anderledes).

Sammenfattende med det betragtede skema skal det antages, at sensorer i denne klasse er i stand til at måle omdrejningshastigheden af ​​krumtapakslen på ethvert bevægeligt køretøj. Sensorens universalitet, som for eksempel ikke udelukker muligheden for at installere den i en scooter, giver dig mulighed for at bruge Hall-sensoren ikke kun i komplekse tekniske enheder, men også i almindelige husholdningsapparater.

Anvendelse i tændingssystemet og vaskemaskiner

Når du bruger Hall-sensoren i køretøjets tændingssystem, kan den bruges til at fastsætte øjeblikket for åbning af distributøren. I dette tilfælde fungerer det som en analog konverter, der bestemmer øjeblikke på afbrydelse af den ombordværende strømforsyning. Dets brug i vaskemaskinens betjeningsmoduler er baseret på det samme princip, der gør det muligt at bestemme stigningen i vasketøjets vægt med tromlens hastighed.

Hallsensorer er installeret i nogle prøver af måleudstyr. Oftest er de udstyret med kontaktløse klemmer, der bruges til at måle strøm i ledere. Den indbyggede enhed reagerer på ændringer i det elektromagnetiske felt, der genereres omkring strømkablet. Derudover er det velegnet til gashåndtaget på en elektrisk cykel, så du kan kontrollere rotationsvinklen.

Under hjemlige forhold

I computertastaturer giver disse enheder en ikke-kontakt måde at tage information på. Sensoren, der er en del af husholdnings-pc-køleren, er i stand til at kontrollere polariteten af ​​rotorviklingerne, det vil sige ændre retningen for dens rotation.

Når der bruges et sådant element i en smartphone, især, giver det mulighed for at slukke enheden, når den placeres i et tilfælde med et "magnetisk" fastgørelsesorgan.

I betragtning af anvendelsen af ​​Hall-sensorer i enkle ord, kan vi sige, at dens anvendelse på det tekniske område praktisk taget er ubegrænset.I den elektroniske konstruktør af Arduino, for eksempel, er der et sæt med en sådan sensor, som i praksis giver mulighed for at illustrere Hall-effekten.

Dette er ikke det eneste eksempel på brugen til uddannelsesmæssige formål, hvilket hjælper nybegyndere med at forstå, hvordan man opretter forbindelse og bruger feltstruktursensorer.

Afslutningsvis bemærker vi, at ulemperne ved Hall-sensorer inkluderer deres følsomhed over for elektromagnetisk interferens, som ofte forekommer i betjeningskredsløb. Derudover påvirker brugen af ​​komplekse elektroniske moduler i konstruktionen af ​​enheden i nogen grad dens pålidelighed og reducerer den lidt. Disse ulemper ved sensoren betragtes ikke som dens mangler, men tages simpelthen i betragtning, når man arbejder med udstyret.

Nu ved du hvad en Hall-sensor er, hvordan den fungerer, og hvorfor du har brug for den. Vi håber, de givne oplysninger var nyttige og interessante!

Relaterede materialer:

• Hvad er en belastningscelle, og hvordan arrangeres den
• Hvad er grænsekontakterne til?
• Hvad er forskellen mellem vekselstrøm og jævnstrøm