Hall-antureita käytetään laajalti moderneissa elektronisissa ohjausjärjestelmissä, jotka on asennettu erityyppisiin laitteisiin (kuva alla).
Niiden avulla on mahdollista toteuttaa useita toimintoja, jotka helpottavat työtä laitteiden ja koneiden kanssa. Siksi on niin tärkeää ymmärtää, mitä ne ovat, ja ymmärtää toimintaperiaate.
Toimintaperiaate
Hall-anturit (tai sijaintianturit) ovat herkkiä elementtejä, jotka reagoivat niihin vaikuttavan magneettikentän suuruuteen. On helpompaa esittää heidän työnsä alla kuvattujen tilojen sarjana:
- Kun sähkövirta kulkee anturilevyn läpi, elektronit liikkuvat johtavassa kappaleessaan suorassa linjassa (pitkin pitkittäisakselia).
- Jos ulkoinen magneettikenttä alkaa vaikuttaa siihen, Lorentzin lain mukaan poikittaisvoimat vaikuttavat varauksiin.
- Tässä tapauksessa negatiivisesti varautuneet hiukkaset taipuvat levyn toiselle puolelle, ja niiden paikalle jääneet reiät kertyvät toiselle puolelle.
- Tämä luo potentiaalieron anturin sivupinnoille.
- Se on suoraan verrannollinen käytetyn magneettikentän voimakkuuteen.
Lisäinformaatio: Asiantuntijat tulkitsevat tämän vaikutuksen lyhyesti seuraavasti: jos vakiovirtainen johdin sijoitetaan ulkoiseen magneettikenttään, siinä näkyy poikittainen potentiaaliero.
Jälkimmäistä kutsutaan Hall-jännitteeksi, jolla arvioidaan ulkoisesti käytetyn kentän suuruus.
Tyypit ja kentät
On olemassa kahta tyyppiä Hall-anturit: digitaalinen ja analoginen. Ensimmäiset reagoivat magneettikentän läsnäoloon tai puuttumiseen. Kun sen intensiteetti saavuttaa tietyn tason, anturi tuottaa signaalin ("yksi"). Jos rajaa ei saavuteta, se havaitaan sen puuttumisena tai nollatasona Anturien haittapuoliksi tähän tyyppiin sisältyy kuolleen vyöhykkeen läsnäolo, jossa käyttäjää kiinnostava parametri ei ole hallittu. Analoginen anturi toimii lineaarisella periaatteella, joka muuntaa magneettikentän voimakkuuden jatkuvasti potentiaalieroksi.
Hall-efektin mahdollisten sovellusten luettelo on melko pitkä. Sen perusteella luotuja antureita käytetään monissa eri laitteissa, joissa sitä tarvitaan mittaamaan ja ohjaamaan e / m-kentän voimakkuutta ja johtimen virran suuruutta. Toisin kuin muuntyyppiset mittarit (esimerkiksi virtamuuntajat), ne mittaavat myös tasavirtaa. Hall-vaikutusta käytetään laajalti sähkömoottoreissa ja autoelektroniikassa (erityisesti sytytysjärjestelmissä).
Käytännön esimerkki
Yksinkertaisin Hall-anturi, joka on esitetty yhdessä mahdollisista versioista, koostuu seuraavista pääkomponenteista:
- Kestomagneetti.
- Suojaava roottori työskentelyaukoilla.
- Tunnistuselementti itse johtimien kanssa (kuva alla).
Tällaisen laitteen toiminta perustuu periaatteeseen magneettivuon vaihtamisesta pyörivän roottorin näytöllä. Syntyvän virran suuruuden perusteella voidaan arvioida moottorin kierrosluku.