Ce este un senzor Hall și unde este folosit?
Principiul funcționării și tipurile
Utilizarea senzorilor în diferite dispozitive (în special pe tabletă) se explică prin capacitatea lor de a răspunde la schimbările de câmp și de a opri atunci când capacul magnetic al carcasei este închis. Datorită acestei proprietăți, acestea sunt instalate în mașinile de spălat, permițându-vă să controlați viteza de rotație a tamburului. În termeni simpli - aici senzorul Hall este folosit ca tahometru.
Referință istorică
Pentru a înțelege principiul funcționării acestui element, veți avea nevoie de o mică excursie în istorie. În 1879, fizicianul american Hall a descoperit un fenomen interesant legat de comportamentul unui conductor cu curent într-un câmp magnetic. Testul a arătat că dacă trece un curent printr-o placă de cupru plasată între magneți, o față de față laterală apare o diferență de potențial. O întrebare logică apare: cum să verificați această tensiune acasă?
S-a dovedit că în practică poate fi măsura cu un multimetru sau orice alt dispozitiv care are limitele corespunzătoare. La fel se poate face cu orice tester adecvat sau un instrument similar.
Conexiunea contorului confirmă faptul că electronii în mișcare sunt deviați în lateral sub influența câmpului magnetic (perpendicular pe direcția mișcării lor).
Important! Mărimea acestei abateri sau diferențe de potențial este proporțională cu „puterea” magneților și cu curentul de pe placă.
Pe această bază, Hall a concluzionat că un astfel de conductor este un instrument bun pentru măsurarea câmpului magnetic. Funcționarea unui element sensibil special numit senzor Hall se bazează pe acest efect. După ce ați dat seama cum funcționează în fiecare dispozitiv, puteți fi sigur de asimilarea finală a principiului său de funcționare.
Clasificare
Este important să înțelegem care sunt senzorii Hall și după ce principiu sunt clasificați de obicei. În funcție de caracteristicile lucrării și de ce este nevoie sau pentru scopul propus, senzorul Hall poate avea diverse proiectări. Una dintre varietăți este dispozitivele analogice care produc un semnal continuu la ieșire.
În schimb, un element digital are doar două stări discrete („zero” și „una”). Acest tip de dispozitiv poate fi unipolar sau poate avea un tip bipolar.Primul dintre ele funcționează atunci când este detectat un câmp de orice polaritate și se oprește când dispare. Adică, un senzor digital unipolar nu răspunde decât la absența sau prezența tensiunii magnetice. Caracteristicile considerate ale fiecăreia dintre subspecii ajută, de asemenea, să înțelegeți despre ce este vorba - un senzor Hall.
Senzorii unipolari comută la „unitate” numai atunci când câmpul atinge nivelul pragului și nu sunt capabili să-și determine prezența la tensiuni slabe. Proprietatea indicată reprezintă un minus semnificativ al acestor dispozitive, limitând semnificativ domeniul de aplicare al acestora. Senzorul bipolar este declanșat ținând cont de polaritatea câmpului magnetic, unul dintre acestea îl pornește, iar celălalt îl oprește.
Denumirea grafică convențională a dispozitivelor din această clasă este prezentată în fotografia de mai jos:
Exemple de dispozitiv și utilizare
Cel mai simplu sistem cu senzor Hall include următoarele elemente:
- Magnet permanent (funcția sa este de a crea un câmp magnetic).
- Rotor mobil cu lame sau dinți.
- O tijă specială din material magnetic (miez magnetic).
- Cutie de plastic.
În plus, caracteristica tehnică a senzorului prevede utilizarea microcircuitelor implicate în procesul de măsurare.
Este posibil să înțelegeți principiul de funcționare al acestui dispozitiv dacă vă familiarizați cu diagrama detaliată a includerii senzorului Hall în zona de măsurare. Schema de conexiune și esența senzorului pot fi reprezentate după cum urmează:
- În golul format de jumătățile circuitului magnetic se deplasează lamele rotorului metalic.
- Când se rotește, are loc șocarea periodică a fluxului magnetic.
- Microcircuitul integrat prevede determinarea unui indice de inducție zero (în aceste momente tensiunea la ieșirea sa este maximă).
- Frecvența unor astfel de rafale, calculată de același cip, este utilizată pentru a evalua viteza de rotație a unui obiect controlat (de exemplu, un arbore motor al unei motociclete).
Pentru ca acest proces să funcționeze normal, atunci când senzorul este inclus în circuitul de măsurare, trebuie luat în considerare identificarea acestui eșantion (poate fi diferit).
Rezumând schema considerată, trebuie să presupunem că senzorii acestei clase sunt capabili să măsoare viteza de rotație a arborelui cotit al oricărui vehicul în mișcare. Universalitatea senzorului, care nu exclude posibilitatea instalării acestuia într-un scuter, de exemplu, vă permite să utilizați senzorul Hall nu numai în dispozitive tehnice complexe, ci și în electrocasnice obișnuite.
Aplicare în sistemul de aprindere și mașini de spălat
Când utilizați senzorul Hall în sistemul de aprindere al vehiculului, acesta poate fi utilizat pentru a repara momentul deschiderii distribuitorului. În acest caz, funcționează ca un convertor analogic, care determină momentele de întrerupere a alimentării la bord. Aplicarea acesteia în modulele de funcționare ale mașinii de spălat se bazează pe același principiu, care permite determinarea creșterii în greutate a rufelor prin viteza de rotație a tamburului.
Senzorii de hală sunt instalați în unele probe de echipamente de măsurare. Cel mai adesea sunt echipate cu cleme de contact, utilizate pentru a măsura curentul în conductoare. Dispozitivul încorporat răspunde la modificările câmpului electromagnetic generate în jurul cablului de alimentare. În plus, este potrivit pentru mânerul cu gaz al unei biciclete electrice, permițându-vă să controlați unghiul de rotație.
În condiții interne
În tastaturile computerului, aceste dispozitive oferă o modalitate de a lua informații fără contact. Senzorul, care face parte din răcitorul de uz casnic, este capabil să controleze polaritatea înfășurărilor rotorului, adică să schimbe direcția de rotație a acestuia.
Atunci când utilizați un astfel de element într-un smartphone, în special, acesta oferă oprirea dispozitivului atunci când îl plasați într-o cutie cu un dispozitiv de fixare „magnetic”.
Având în vedere aplicarea senzorilor Hall în cuvinte simple, putem spune că utilizarea sa în domeniul tehnic este practic nelimitată.În constructorul electronic al Arduino, de exemplu, există un kit cu un astfel de senzor, care permite în practică să ilustreze efectul Hall.
Acesta nu este singurul exemplu de utilizare a acestuia în scopuri educaționale, ajutând utilizatorii novici să înțeleagă cum să se conecteze și să utilizeze senzori de structură de câmp.
În concluzie, observăm că dezavantajele senzorilor Hall includ sensibilitatea lor la interferența electromagnetică, care apare adesea în circuitele de operare. În plus, utilizarea modulelor electronice complexe în proiectarea dispozitivului afectează într-o oarecare măsură fiabilitatea acestuia, reducându-l ușor. Aceste dezavantaje ale senzorului nu sunt considerate defecte ale acestuia, ci sunt luate în considerare pur și simplu atunci când lucrați cu echipamentul.
Acum știți ce este un senzor Hall, cum funcționează și de ce aveți nevoie. Sperăm că informațiile furnizate au fost utile și interesante!
Materiale conexe:
Se încarcă...
