Hva er en Hall-sensor, og hvor brukes den?

Prinsipp for drift og typer

Bruken av sensorer på forskjellige enheter (spesielt i nettbrettet) forklares av deres evne til å svare på feltendringer og slå av når sagens magnetiske deksel er lukket. På grunn av denne egenskapen er de installert i vaskemaskiner, slik at du kan kontrollere trommelens rotasjonshastighet. Enkelt sagt - her brukes Hall-sensoren som turteller.

Historiehenvisning

For å forstå prinsippet om drift av dette elementet, trenger du en liten utflukt til historien. I 1879 oppdaget den amerikanske fysikeren Hall et interessant fenomen knyttet til atferden til en leder med strøm i et magnetfelt. Testen viste at hvis en strøm føres gjennom en kobberplate som er plassert mellom magnetene, så vises en potensiell forskjell på sideflatene. Et logisk spørsmål oppstår: hvordan kan du sjekke denne spenningen hjemme?

Det viste seg at det i praksis kan være det mål med et multimeter eller andre enheter som har de aktuelle grensene. Det samme kan gjøres med hvilken som helst passende tester eller lignende instrument.

Tilkoblingen til måleren bekrefter at de bevegelige elektronene avbøyes til siden under påvirkning av magnetfeltet (vinkelrett på bevegelsesretningen).

Viktig! Størrelsen på dette avviket eller potensialforskjellen er proporsjonal med "kraften" til magnetene og strømmen gjennom platen.

På dette grunnlaget konkluderte Hall med at en slik leder er et godt verktøy for å måle magnetfeltet. Driften av et spesielt følsomt element kalt Hall-sensoren er basert på denne effekten. Når du har funnet ut hvordan det fungerer i hver spesifikk enhet, kan du være sikker på den endelige assimileringen av driftsprinsippet.

klassifisering

Det er viktig å forstå hva Hall-sensorer er, og etter hvilket prinsipp de vanligvis klassifiseres. I henhold til funksjonene i arbeidet og hvorfor det er nødvendig eller til det tiltenkte formål, kan Hall-sensoren ha forskjellige utførelser. En av variantene er analoge enheter som gir et kontinuerlig signal ved utgangen.

I kontrast har et digitalt element bare to diskrete tilstander (“null” og “ett”). Denne typen enheter kan være unipolar eller ha en bipolar type.Den første av dem fungerer når et felt med polaritet oppdages og slås av når det forsvinner. Det vil si at en unipolar digital sensor bare reagerer på fravær eller tilstedeværelse av magnetisk spenning. De betraktede funksjonene i hver av underartene hjelper også til å forstå hva det er - en Hall-sensor.

Unipolare sensorer bytter til “enhet” bare når feltet når terskelnivået og ikke er i stand til å bestemme dets tilstedeværelse ved svake spenninger. Den angitte egenskapen er et betydelig minus av slike enheter, noe som begrenser omfanget av applikasjonen betydelig. Den bipolare sensoren utløses under hensyntagen til magnetfeltets polaritet, hvor den ene slår den på, og den andre slår den av.

Den konvensjonelle grafiske betegnelsen på enheter i denne klassen er vist på bildet nedenfor:

Enhets- og brukseksempler

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

1. Permanent magnet (dens funksjon er å lage et magnetfelt).
2. Bevegelig rotor med kniver eller tenner.
3. En spesiell stang laget av magnetisk materiale (magnetisk kjerne).
4. Plastikk eske.

I tillegg gir den tekniske egenskapen til sensoren bruk av mikrokretser involvert i målingsprosessen.

Det er mulig å forstå prinsippet om bruk av denne enheten hvis du setter deg inn i det detaljerte diagrammet for inkludering av Hall-sensoren i målesonen. Tilkoblingsskjemaet og essensen av sensoren kan representeres som følger:

• I spalten som dannes av halvdelene av magnetkretsen, beveger metallrotorbladene seg.
• Når de roterer, oppstår periodisk shunting av magnetfluxen.
• Den integrerte mikrokretsen sørger for bestemmelse av en induksjonsindeks på null (i disse øyeblikk er spenningen ved dens utgang maksimal).
• Frekvensen for slike utbrudd, beregnet av samme brikke, brukes til å bedømme rotasjonshastigheten til en kontrollert gjenstand (for eksempel en motoraksel i en motorsykkel).

For at denne prosessen skal gå normalt, når sensoren er inkludert i målekretsen, må uttrekket av denne prøven tas i betraktning (det kan være annerledes).

For å oppsummere det vurderte opplegget, må det antas at sensorer i denne klassen er i stand til å måle rotasjonshastigheten på veivakselen til et hvilket som helst kjøretøy i bevegelse. Sensorens universalitet, som for eksempel ikke utelukker muligheten for å installere den i en scooter, lar deg bruke Hall-sensoren ikke bare i komplekse tekniske enheter, men også i vanlige husholdningsapparater.

Bruksområde i tenningssystemet og vaskemaskiner

Når du bruker Hall-sensoren i kjøretøyets tenningssystem, kan den brukes til å fikse øyeblikket for å åpne distributøren. I dette tilfellet fungerer det som en analog omformer, som bestemmer momentene for avbrudd på strømforsyningen ombord. Bruken i vaskemaskinens driftsmoduler er basert på samme prinsipp, som gjør det mulig å bestemme økningen i tøyets vekt ved trommelens rotasjonshastighet.

Hallsensorer er installert i noen prøver av måleutstyr. Oftest er de utstyrt med kontaktløse klemmer som brukes til å måle strøm i ledere. Den innebygde enheten reagerer på endringer i det elektromagnetiske feltet som genereres rundt strømkabelen. I tillegg er det egnet for gasshåndtaket til en elsykkel, slik at du kan kontrollere rotasjonsvinkelen.

Under hjemlige forhold

I datamaskinens tastaturer gir disse enhetene en kontaktfri måte å ta informasjon på. Sensoren, som er en del av husholdningens PC-kjøler, er i stand til å kontrollere polariteten til rotorviklingene, det vil si endre retningen på rotasjonen.

Når du bruker et slikt element i en smarttelefon, gir det spesielt å slå av enheten når du plasserer den i et tilfelle med et "magnetisk" feste.

Med tanke på bruken av Hall-sensorer i enkle ord, kan vi si at bruken av dem på det tekniske området praktisk talt er ubegrenset.I den elektroniske konstruktøren til Arduino, for eksempel, er det et sett med en slik sensor, som i praksis lar illustrere Hall-effekten.

Dette er ikke det eneste eksemplet på bruk i pedagogiske formål, og hjelper nybegynnere å forstå hvordan de kobler til og bruker feltstruktursensorer.

Avslutningsvis bemerker vi at ulempene ved Hall-sensorer inkluderer deres følsomhet for elektromagnetisk interferens, som ofte oppstår i driftskretser. I tillegg påvirker bruken av komplekse elektroniske moduler i utformingen av enheten til en viss grad dets pålitelighet, noe som reduserer den litt. Disse ulempene med sensoren blir ikke betraktet som mangler, men bare tatt i betraktning når du arbeider med utstyret.

Nå vet du hva en Hall-sensor er, hvordan den fungerer og hvorfor du trenger den. Vi håper informasjonen som ble gitt var nyttig og interessant!

Relaterte materialer:

• Hva er en lastcelle og hvordan er den ordnet
• Hva er grensebryterne for?
• Hva er forskjellen mellom vekselstrøm og likestrøm