Mikä on Hall-anturi ja missä sitä käytetään?

Toimintaperiaate ja tyypit

Anturien käyttö erilaisissa laitteissa (erityisesti tabletissa) selitetään niiden kyvyllä reagoida kentän muutoksiin ja sammua, kun kotelon magneettinen kansi on suljettu. Tämän ominaisuuden vuoksi ne on asennettu pesukoneisiin, jolloin voit hallita rummun pyörimisnopeutta. Yksinkertaisesti sanottuna - tässä Hall-anturia käytetään kierroslukumittarina.

Historiallinen tausta

Tämän elementin toimintaperiaatteen ymmärtämiseksi tarvitaan pieni esitys historiaan. Vuonna 1879 amerikkalainen fyysikko Hall löysi mielenkiintoisen ilmiön, joka liittyi johtimen käyttäytymiseen magneettikentän virran kanssa. Koe osoitti, että jos virta johdetaan magneettien väliin sijoitetun kuparilevyn läpi, sen sivupinnoille ilmenee potentiaaliero. Nousee loogiseen kysymykseen: kuinka tarkistaa tämä jännite kotona?

Kävi ilmi, että käytännössä se voi olla mittaa yleismittarilla tai muu laite, jolla on asianmukaiset rajoitukset. Sama voidaan tehdä millä tahansa sopivalla testerillä tai vastaavalla instrumentilla.

Mittarin kytkentä varmistaa, että liikkuvat elektronit taipuvat sivulle magneettikentän vaikutuksesta (kohtisuorassa niiden liikesuuntaan).

Tärkeää! Tämän poikkeaman tai potentiaalierojen suuruus on verrannollinen magneettien "voimaan" ja levyn läpi kulkevaan virtaan.

Tämän perusteella Hall päätteli, että tällainen johdin on hyvä työkalu magneettikentän mittaamiseen. Tähän vaikutukseen perustuu erityisen herkän elementin, nimeltään Hall-anturi, toiminta. Kun olet selvittänyt, miten se toimii kussakin erityisessä laitteessa, voit olla varma laitteen toimintaperiaatteen lopullisesta vastaavuudesta.

luokitus

On tärkeää ymmärtää, mitkä Hall-anturit ovat ja millä periaatteella ne yleensä luokitellaan. Teoksen ominaispiirteiden mukaan ja miksi sitä tarvitaan tai aiottuun tarkoitukseen, Hall-anturilla voi olla erilaisia ​​malleja. Yksi lajikkeista on analogiset laitteet, jotka tuottavat jatkuvan signaalin ulostulossa.

Sitä vastoin digitaalisella elementillä on vain kaksi erillistä tilaa (“nolla” ja “yksikkö”). Tämän tyyppinen laite voi olla yksinapainen tai olla kaksinapainen.Ensimmäinen niistä toimii, kun napaisuuden kenttä havaitaan, ja sammuu, kun se katoaa. Toisin sanoen yksinapainen digitaalianturi reagoi vain magneettisen jännityksen puuttumiseen tai esiintymiseen. Kunkin alalajin harkittu ominaisuus auttaa myös ymmärtämään, mikä se on - Hall-anturi.

Yksipolaariset anturit vaihtavat “yksikköön” vain, kun kenttä saavuttaa kynnystason eikä pysty tunnistamaan sen läsnäoloa heikoissa jännitteissä. Esitetty ominaisuus on tällaisten laitteiden merkittävä miinus, rajoittaen merkittävästi niiden soveltamisalaa. Bipolaarinen anturi laukaistaan ​​ottaen huomioon magneettikentän napaisuus, joista toinen kytkee sen päälle, ja toinen sammuttaa sen.

Tämän luokan laitteiden tavanomainen graafinen kuvaus on esitetty alla olevassa kuvassa:

Laite- ja käyttöesimerkit

Yksinkertaisin Hall-anturilla varustettu järjestelmä sisältää seuraavat elementit:

1. Pysyvä magneetti (sen tehtävänä on luoda magneettikenttä).
2. Siirrettävä roottori, jossa on terät tai hampaat.
3. Erityinen sauva, joka on valmistettu magneettisesta materiaalista (magneettinen ydin).
4. Muovikotelo.

Lisäksi anturin tekniset ominaisuudet sallivat mittausprosessiin osallistuvien mikropiirien käytön.

On mahdollista ymmärtää tämän laitteen toimintaperiaate, jos perehtyt yksityiskohtaiseen kaavioon Hall-anturin sisällyttämisestä mittausvyöhykkeeseen. Kytkentäkaavio ja anturin olemus voidaan esittää seuraavasti:

• Magneettipiirin puoliskojen muodostamassa raossa metall roottorin terät liikkuvat.
• Kun ne pyörivät, tapahtuu ajoittain magneettivuo.
• Integroitu mikropiiri mahdollistaa nolla-induktioindeksin määrittämisen (näinä hetkinä jännite sen ulostulossa on suurin).
• Tällaisten purskeiden taajuutta, laskettuna samalla sirulla, käytetään arvioimaan ohjattavan kohteen (esimerkiksi moottoripyörän moottorin akseli) pyörimisnopeutta.

Jotta tämä prosessi etenee normaalisti, kun anturi sisältyy mittauspiiriin, tämän näytteen nivel on otettava huomioon (se voi olla erilainen).

Yhteenvetona tarkastellusta kaaviosta tulisi olettaa, että tämän luokan anturit kykenevät mittaamaan minkä tahansa liikkuvan ajoneuvon kampiakselin pyörimisnopeutta. Anturin yleismaailmallisuus, joka ei sulje pois mahdollisuutta asentaa sitä esimerkiksi skootteriin, antaa sinun käyttää Hall-anturia paitsi monimutkaisissa teknisissä laitteissa, myös tavallisissa kodinkoneissa.

Sovellus sytytysjärjestelmään ja pesukoneisiin

Kun käytetään Hall-anturia ajoneuvon sytytysjärjestelmässä, sitä voidaan käyttää jakelijan avaamishetken kiinnittämiseen. Tässä tapauksessa se toimii analogimuuntimena, joka määrittää ajoneuvon virransyötön keskeytymishetket. Sen käyttö pesukoneen toimintamoduuleissa perustuu samaan periaatteeseen, joka mahdollistaa pyykin painon kasvun määrittämisen rummun pyörimisnopeudella.

Hallintunnistimet on asennettu joihinkin mittauslaitteiden näytteisiin. Yleensä niissä on kontaktivapaat pihdit, joita käytetään johtimien virran mittaamiseen. Sisäinen laite reagoi virtajohdon ympärille muodostuvan sähkömagneettisen kentän muutoksiin. Lisäksi se sopii sähköpyörän kaasukahvaan, jolloin voit hallita pyörimiskulmaa.

Kotimaisissa olosuhteissa

Tietokoneen näppäimistöissä nämä laitteet tarjoavat kosketuksettoman tavan tiedon vastaanottamiseen. Anturi, joka on osa kotitalouskoneiden PC-jäähdytinta, pystyy säätämään roottorin käämien napaisuutta, ts. Muuttamaan sen pyörimissuuntaa.

Kun käytät tällaista elementtiä etenkin älypuhelimessa, se sammuttaa laitteen, kun se asetetaan koteloon, jossa on ”magneettinen” kiinnitin.

Kun tarkastellaan Hall-antureiden käyttöä yksinkertaisilla sanoilla, voidaan sanoa, että sen käyttöä tekniikan alalla on käytännöllisesti katsoen rajoittamaton.Esimerkiksi Arduinon elektronisessa rakennusaineessa on sellaisella anturilla varustettu pakkaus, joka sallii käytännössä kuvata Hall-efektin.

Tämä ei ole ainoa esimerkki sen käytöstä opetustarkoituksiin, sillä se auttaa aloittelevia käyttäjiä ymmärtämään, kuinka yhdistää ja käyttää kenttärakenteen antureita.

Yhteenvetona voidaan todeta, että Hall-anturien haitoihin sisältyy niiden herkkyys sähkömagneettisille häiriöille, jota esiintyy usein toimintapiireissä. Lisäksi monimutkaisten elektronisten moduulien käyttö laitteen suunnittelussa vaikuttaa jossain määrin laitteen luotettavuuteen vähentäen sitä hieman. Näitä anturin haittoja ei pidetä sen virheinä, vaan ne otetaan yksinkertaisesti huomioon laitteiden kanssa työskennellessä.

Nyt tiedät mitä Hall-anturi on, miten se toimii ja miksi tarvitset sitä. Toivomme annettujen tietojen olevan hyödyllisiä ja mielenkiintoisia!

Aiheeseen liittyvät materiaalit:

• Mikä on punnituskenno ja miten se on järjestetty
• Mihin rajakytkimet ovat?
• Mitä eroa vaihtovirran ja tasavirran välillä on?