Mi a Hall érzékelő és hol használják?
A működés elve és típusai
Az érzékelők különféle eszközökben (különösen a táblagépen) történő használata azzal magyarázható, hogy képesek reagálni a mezőváltozásokra és kikapcsolni, amikor az eset mágneses burkolata le van zárva. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően mosógépekbe vannak beépítve, amelyek lehetővé teszik a dob fordulatszámának ellenőrzését. Egyszerűen fogalmazva - itt a Hall érzékelőt használja fordulatszámmérőként.
Előzmények referencia
Ahhoz, hogy megértsük az elem működésének elvét, szüksége lesz egy kis betekintésre a történelembe. 1879-ben az amerikai fizikus Hall érdekes jelenséget fedezett fel egy vezető mágneses mezőben lévő árammal való viselkedésével kapcsolatban. A teszt kimutatta, hogy ha egy áram áthalad a mágnesek között elhelyezett rézlemezen, akkor az oldalsó felületein potenciálkülönbség jelenik meg. Logikus kérdés merül fel: hogyan lehet otthon ellenőrizni ezt a feszültséget?
Kiderült, hogy a gyakorlatban is lehet mérje meg multiméterrel vagy bármilyen más eszköz, amely rendelkezik a megfelelő korlátozásokkal. Ugyanez megtehető bármilyen alkalmas teszterrel vagy hasonló műszerrel.
A mérő csatlakoztatása megerősíti, hogy a mozgó elektronok a mágneses mező hatására (mozgásukra merőlegesen) oldalirányba tolódnak.
Fontos! Ennek az eltérésnek vagy a potenciálkülönbségnek a nagysága arányos a mágnesek "teljesítményével" és a lemezen áthaladó árammal.
Ennek alapján Hall arra a következtetésre jutott, hogy egy ilyen vezető eszköz jó eszköz a mágneses mező mérésére. Erre a hatásra épül egy speciális érzékeny elem, az úgynevezett Hall érzékelő működése. Miután kitalálta, hogyan működik az egyes eszközökön, biztos lehet benne, hogy működési elvét végső soron beilleszti.
Osztályozás
Fontos megérteni, hogy mi a Hall érzékelők és milyen elvek alapján általában osztályozzák őket. A mű tulajdonságaitól függően és miért van szükség erre vagy a rendeltetési célra, a Hall érzékelő különféle kivitelű lehet. Az egyik változat az analóg eszközök, amelyek folyamatos jelet bocsátanak ki a kimeneten.
Ezzel szemben a digitális elemnek csak két különálló állapota van („nulla” és „egység”). Az ilyen típusú eszköz lehet egypólusú vagy bipoláris típusú.Az első akkor működik, ha bármilyen polaritású mezőt észlelnek, és kikapcsol, amikor eltűnik. Vagyis az egypólusú digitális érzékelő csak a mágneses feszültség hiányára vagy fennállására reagál. Az egyes alfajok figyelembe vett tulajdonságai szintén segítenek megérteni, hogy mi ez - Hall-érzékelő.
Az egypólusú érzékelők csak akkor váltakoznak az „egységre”, ha a mező eléri a küszöbszintet, és gyenge feszültségek esetén nem képesek meghatározni a jelenlétét. A feltüntetett tulajdonság az ilyen eszközök jelentős mínusz, jelentősen korlátozza alkalmazásuk terjedelmét. A bipoláris érzékelőt úgy indítják el, hogy figyelembe veszik a mágneses mező polaritását. Az egyik bekapcsolja, a másik pedig kikapcsolja.
Az ebbe az osztályba tartozó eszközök szokásos grafikus megnevezése az alábbi képen látható:
Készülék és felhasználási példák
A Hall érzékelővel rendelkező legegyszerűbb rendszer a következő elemeket tartalmazza:
- Állandó mágnes (mágneses mező létrehozására szolgál).
- Mozgatható rotor pengékkel vagy fogakkal.
- Speciális rúd, mágneses anyagból (mágneses mag).
- Műanyag tok.
Ezenkívül az érzékelő műszaki jellemzői lehetővé teszik a mérési folyamatban részt vevő mikroáramkörök használatát.
Megértheti ennek a készüléknek az működési elvét, ha megismeri a Hall-érzékelő mérési zónába történő beépítésének részletes rajzát. A csatlakozási rajz és az érzékelő lényege a következőképpen ábrázolható:
- A mágneses áramkör felei által kialakított résben a fém forgórész lapátok mozognak.
- Amikor forognak, akkor a mágneses fluxus periodikusan elcsúszik.
- Az integrált mikroáramkör biztosítja a nulla indukciós index meghatározását (ezekben a pillanatokban a kimeneten a feszültség maximális).
- Az ilyen kitörések gyakoriságát, amelyet ugyanaz a chipek számítanak ki, egy ellenőrzött tárgy (például motorkerékpár tengelye) forgási sebességének megítélésére használják.
Annak érdekében, hogy ez a folyamat normál módon zajlik, amikor az érzékelőt a mérőáramkörbe beépítik, figyelembe kell venni ennek a mintának a kiosztását (ez eltérő lehet).
Összefoglalva a vázolt sémát, azt kell feltételezni, hogy az ebbe az osztályba tartozó érzékelők képesek mérni bármely mozgó jármű főtengelyének forgási sebességét. Az érzékelő egyetemessége, amely nem zárja ki annak lehetőségét, hogy például robogóba telepítse, lehetővé teszi a Hall érzékelő használatát nemcsak összetett műszaki eszközökben, hanem a szokásos háztartási készülékekben is.
Alkalmazás a gyújtásrendszerben és a mosógépekben
Ha a Hall érzékelőt a jármű gyújtásrendszerében használják, akkor ez használható az elosztó kinyitásának pillanatára. Ebben az esetben analóg átalakítóként működik, amely meghatározza a fedélzeti tápegység megszakításának pillanatait. A mosógép működési moduljaiban történő alkalmazás ugyanazon az elven alapul, amely lehetővé teszi a ruhanemű súlyának növekedését a dob forgási sebessége alapján.
A mérőberendezések néhány mintájában csarnokérzékelők vannak felszerelve. Leggyakrabban kontaktus nélküli bilincsekkel vannak felszerelve, amelyek a vezetékek áramának mérésére szolgálnak. A beépített eszköz reagál a tápkábel körül keletkező elektromágneses mező változásaira. Ezenkívül alkalmas egy elektromos kerékpár gázfogantyújára is, lehetővé téve a forgásszög ellenőrzését.
Hazai körülmények között
A számítógépes billentyűzeteknél ezek az eszközök érintésmentes módot biztosítanak az információk felvételéhez. Az érzékelő, amely a háztartási PC-hűtő része, képes szabályozni a rotor tekercsének polaritását, vagyis megváltoztatni forgásirányát.
Különösen akkor, ha egy ilyen elemet okostelefonban használ, ez biztosítja a készülék kikapcsolását, amikor egy „mágneses” rögzítővel ellátott tokba helyezi.
Figyelembe véve a Hall érzékelők egyszerű szavakkal történő alkalmazását, elmondhatjuk, hogy a műszaki területen való felhasználása gyakorlatilag korlátlan.Például az Arduino elektronikus konstruktorában van egy készlet ilyen érzékelővel, amely lehetővé teszi a Hall effektus szemléltetését.
Ez nem az egyetlen példa oktatási célokra történő felhasználására, segítve a kezdő felhasználók számára, hogy megértsék a terepi szerkezet-érzékelők csatlakoztatásának és használatának módját.
Összegzésként megjegyezzük, hogy a Hall-érzékelők hátrányai között szerepel az elektromágneses zavarokkal szembeni érzékenységük, amely gyakran előfordul az üzemelési áramkörökben. Ezenkívül az összetett elektronikus modulok használata az eszköz tervezésében bizonyos mértékben befolyásolja annak megbízhatóságát, kissé csökkenti azt. Az érzékelő ezeket a hátrányait nem tekintjük hibáinak, hanem egyszerűen figyelembe vesszük, amikor a berendezéssel dolgozunk.
Most már tudja, mi a Hall érzékelő, hogyan működik, és miért van szüksége rá. Reméljük, hogy a közölt információ hasznos és érdekes volt!
Kapcsolódó anyagok:
Betöltés...
