ما هو جهاز استشعار القاعة وأين يتم استخدامه؟
مبدأ التشغيل والأنواع
يتم تفسير استخدام المستشعرات في الأجهزة المختلفة (في الجهاز اللوحي ، على وجه الخصوص) من خلال قدرتها على الاستجابة للتغيرات الميدانية وإيقافها عند إغلاق الغطاء المغناطيسي للحالة. نظرًا لهذه الخاصية ، يتم تثبيتها في الغسالات ، مما يسمح لك بالتحكم في سرعة دوران الأسطوانة. بعبارات بسيطة - هنا يتم استخدام مستشعر Hall كمقياس سرعة.
مرجع التاريخ
لفهم مبدأ تشغيل هذا العنصر ، ستحتاج إلى رحلة صغيرة في التاريخ. في عام 1879 ، اكتشف عالم الفيزياء الأمريكي ظاهرة مثيرة للاهتمام تتعلق بسلوك موصل بتيار في مجال مغناطيسي. أظهر الاختبار أنه إذا تم تمرير تيار من خلال لوحة نحاسية توضع بين المغناطيس ، فسيظهر فرق محتمل على وجوهه الجانبية. ينشأ سؤال منطقي: كيفية التحقق من هذا الجهد في المنزل؟
اتضح أنه في الواقع يمكن أن يكون قياس مع متعدد أو أي جهاز آخر له حدود مناسبة. يمكن القيام بنفس الشيء مع أي اختبار مناسب أو أداة مماثلة.
يؤكد اتصال العداد أن الإلكترونات المتحركة تنحرف إلى الجانب تحت تأثير المجال المغناطيسي (متعامد مع اتجاه حركتها).
مهم! يتناسب حجم هذا الانحراف أو الفرق المحتمل مع "قوة" المغناطيس والتيار من خلال اللوحة.
على هذا الأساس ، خلص هول إلى أن هذا الموصل هو أداة جيدة لقياس المجال المغناطيسي. يعتمد تشغيل عنصر حساس خاص يسمى مستشعر القاعة على هذا التأثير. بعد معرفة كيفية عمله في كل جهاز محدد ، يمكنك التأكد من الاستيعاب النهائي لمبدأ التشغيل الخاص به.
تصنيف
من المهم أن نفهم ما هي مستشعرات Hall ، وما هو المبدأ الذي يتم تصنيفها عادةً. وفقًا لخصائص العمل وسبب الحاجة إليه أو للغرض المقصود ، يمكن أن يكون لمستشعر القاعة تصميمات مختلفة. أحد الأصناف هو الأجهزة التناظرية التي تنتج إشارة مستمرة عند الإخراج.
في المقابل ، يحتوي العنصر الرقمي على حالتين منفصلتين فقط ("صفر" و "وحدة"). يمكن أن يكون هذا النوع من الأجهزة أحادي القطب أو من نوع ثنائي القطب.أولها يعمل عندما يتم الكشف عن حقل أي قطبية وينطفئ عندما يختفي. أي أن المستشعر الرقمي أحادي القطب يستجيب فقط لغياب أو وجود توتر مغناطيسي. تساعد الميزات المدروسة لكل نوع من الأنواع الفرعية أيضًا في فهم ما هو - مستشعر القاعة.
تتحول المستشعرات أحادية القطب إلى "الوحدة" فقط عندما يصل الحقل إلى مستوى العتبة وغير قادر على تحديد وجوده عند توترات ضعيفة. الخاصية المشار إليها هي ناقص كبير من هذه الأجهزة ، مما يحد بشكل كبير من نطاق تطبيقها. يتم تشغيل المستشعر ثنائي القطب مع مراعاة قطبية المجال المغناطيسي ، حيث يقوم أحدهما بتشغيله ، والآخر يوقف تشغيله.
يظهر الرسم البياني التقليدي لأجهزة هذه الفئة في الصورة أدناه:
أمثلة على الجهاز والاستخدام
يتضمن أبسط نظام مع مستشعر Hall العناصر التالية:
- مغناطيس دائم (وظيفته إنشاء مجال مغناطيسي).
- دوار متحرك مع شفرات أو أسنان.
- قضيب خاص مصنوع من مادة مغناطيسية (قلب مغناطيسي).
- حافظة بلاستيكية.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن الخصائص التقنية للمستشعر تنص على استخدام الدوائر المصغرة المشاركة في عملية القياس.
من الممكن فهم مبدأ تشغيل هذا الجهاز إذا تعرفت على المخطط التفصيلي لإدراج مستشعر Hall في منطقة القياس. يمكن تمثيل مخطط الاتصال وجوهر المستشعر على النحو التالي:
- في الفراغ الذي تشكله أنصاف الدائرة المغناطيسية ، تتحرك شفرات الدوار المعدنية.
- عندما تدور ، يحدث التحويل الدوري للتدفق المغناطيسي.
- توفر الدائرة المصغرة المدمجة تحديد مؤشر استقراء صفري (في هذه اللحظات يكون الجهد عند خرجها كحد أقصى).
- يتم استخدام تردد مثل هذه الرشقات ، المحسوبة بواسطة نفس الشريحة ، للحكم على سرعة دوران جسم متحكم به (عمود المحرك في دراجة نارية ، على سبيل المثال).
من أجل المضي قدما في هذه العملية بشكل طبيعي ، عندما يتم تضمين المستشعر في دائرة القياس ، يجب أن تؤخذ في الاعتبار دبوس هذه العينة (يمكن أن تكون مختلفة).
تلخيص المخطط المدروس ، يجب افتراض أن أجهزة الاستشعار من هذه الفئة قادرة على قياس سرعة دوران العمود المرفقي لأي مركبة متحركة. إن عالمية المستشعر ، التي لا تستبعد إمكانية تثبيته في سكوتر ، على سبيل المثال ، تسمح لك باستخدام مستشعر Hall ليس فقط في الأجهزة التقنية المعقدة ، ولكن أيضًا في الأجهزة المنزلية العادية.
التطبيق في نظام الإشعال والغسالات
عند استخدام مستشعر Hall في نظام الإشعال بالسيارة ، يمكن استخدامه لإصلاح لحظة فتح الموزع. في هذه الحالة ، يعمل كمحول تناظري ، والذي يحدد لحظات انقطاع إمدادات الطاقة على متن الطائرة. يعتمد استخدامه في وحدات التشغيل للغسالة على نفس المبدأ ، والذي يسمح بتحديد زيادة وزن الغسيل عن طريق سرعة دوران الأسطوانة.
يتم تركيب أجهزة استشعار القاعة في بعض عينات معدات القياس. غالبًا ما تكون مجهزة بمشابك لا تلامس تُستخدم لقياس التيار في الموصلات. يستجيب الجهاز المدمج للتغيرات في المجال الكهرومغناطيسي المتولد حول كابل الطاقة. بالإضافة إلى ذلك ، فهي مناسبة لمقبض الغاز للدراجة الكهربائية ، مما يسمح لك بالتحكم في زاوية الدوران.
في الظروف المحلية
في لوحات مفاتيح الكمبيوتر ، توفر هذه الأجهزة طريقة عدم الاتصال لأخذ المعلومات. المستشعر ، وهو جزء من مبرد الكمبيوتر الشخصي ، قادر على التحكم في قطبية اللفات الدوارة ، أي تغيير اتجاه دورانها.
عند استخدام مثل هذا العنصر في الهاتف الذكي ، على وجه الخصوص ، فإنه يوفر إيقاف تشغيل الجهاز عند وضعه في حالة مع قفل "مغناطيسي".
بالنظر إلى تطبيق مستشعرات Hall بكلمات بسيطة ، يمكننا القول أن استخدامه في المجال التقني غير محدود عمليًا.في المنشئ الإلكتروني لـ Arduino ، على سبيل المثال ، هناك مجموعة مع هذا المستشعر ، والتي تسمح في الواقع بتوضيح تأثير القاعة.
هذا ليس المثال الوحيد لاستخدامه للأغراض التعليمية ، مما يساعد المستخدمين المبتدئين على فهم كيفية الاتصال واستخدام أجهزة استشعار البنية الميدانية.
في الختام ، نلاحظ أن عيوب مستشعرات Hall تشمل حساسيتها للتداخل الكهرومغناطيسي ، والذي يحدث غالبًا في دوائر التشغيل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن استخدام الوحدات الإلكترونية المعقدة في تصميم الجهاز إلى حد ما يؤثر على موثوقيتها ، مما يقللها قليلاً. لا تعتبر عيوب جهاز الاستشعار هذه عيوبًا ، ولكن يتم أخذها في الاعتبار ببساطة عند العمل مع المعدات.
الآن أنت تعرف ما هو مستشعر Hall ، وكيف يعمل ولماذا تحتاج إليه. نأمل أن تكون المعلومات المقدمة مفيدة ومثيرة للاهتمام!
مواد ذات صلة:
جار التحميل...
