Apa itu sensor Hall dan di mana ia digunakan?
Prinsip operasi dan jenis
Penggunaan sensor dalam pelbagai peranti (khususnya dalam tablet) dijelaskan oleh kemampuan mereka untuk bertindak balas terhadap perubahan medan dan mematikan ketika penutup magnetik casing ditutup. Oleh kerana harta tanah ini, alat ini dipasang di mesin basuh, yang membolehkan anda mengawal kelajuan putaran dram. Secara sederhana - di sini sensor Hall digunakan sebagai tachometer.
Latar belakang sejarah
Untuk memahami prinsip pengoperasian elemen ini, anda memerlukan lawatan kecil ke dalam sejarah. Pada tahun 1879, Ahli fizik Amerika menemui fenomena menarik yang berkaitan dengan tingkah laku konduktor dengan arus dalam medan magnet. Ujian menunjukkan bahawa jika arus dilewatkan melalui plat tembaga yang diletakkan di antara magnet, maka kemungkinan perbezaan muncul pada permukaan lateralnya. Soalan logik timbul: bagaimana memeriksa voltan ini di rumah?
Ternyata dalam praktiknya boleh ukur dengan multimeter atau mana-mana peranti lain yang mempunyai had yang sesuai. Perkara yang sama dapat dilakukan dengan alat penguji yang sesuai atau instrumen serupa.
Sambungan meter mengesahkan bahawa elektron bergerak dibelokkan ke sisi di bawah pengaruh medan magnet (tegak lurus dengan arah pergerakan mereka).
Penting! Besarnya penyimpangan atau perbezaan potensi ini sebanding dengan "kuasa" magnet dan arus melalui plat.
Atas dasar ini, Hall menyimpulkan bahawa konduktor seperti itu adalah alat yang baik untuk mengukur medan magnet. Pengoperasian elemen sensitif khas yang disebut sensor Hall didasarkan pada kesan ini. Setelah mengetahui cara kerjanya di setiap peranti tertentu, anda dapat yakin dengan asimilasi terakhir prinsip operasinya.
Pengelasan
Penting untuk memahami apa itu sensor Hall, dan berdasarkan prinsip apa mereka biasanya dikelaskan. Mengikut ciri-ciri karya dan mengapa ia diperlukan atau untuk tujuan yang dimaksudkan, sensor Hall dapat memiliki pelbagai reka bentuk. Salah satu varietasnya ialah peranti analog yang menghasilkan isyarat berterusan pada output.
Sebaliknya, elemen digital hanya mempunyai dua keadaan diskrit ("zero" dan "unit"). Jenis peranti ini boleh menjadi unipolar atau mempunyai jenis bipolar.Yang pertama berfungsi apabila medan kekutuban dikesan dan dimatikan apabila hilang. Maksudnya, sensor digital unipolar hanya bertindak balas terhadap ketiadaan atau ketegangan magnetik. Ciri-ciri yang dipertimbangkan bagi setiap subspesies juga membantu memahami apa itu - sensor Hall.
Sensor unipolar beralih ke "unit" hanya apabila medan mencapai tahap ambang dan tidak dapat menentukan kehadirannya pada ketegangan yang lemah. Harta yang ditunjukkan adalah tolak yang signifikan dari peranti tersebut, yang secara signifikan membatasi skop aplikasi mereka. Sensor bipolar dipicu dengan mengambil kira polaritas medan magnet, salah satunya menghidupkannya, dan yang lain mematikannya.
Penetapan grafik konvensional bagi peranti kelas ini ditunjukkan dalam foto di bawah:
Contoh peranti dan penggunaan
Sistem termudah dengan sensor Hall merangkumi elemen berikut:
- Magnet kekal (fungsinya adalah untuk membuat medan magnet).
- Rotor bergerak dengan bilah atau gigi.
- Batang khas yang diperbuat daripada bahan magnet (inti magnet).
- Sarung plastik.
Di samping itu, ciri teknikal sensor menyediakan penggunaan litar mikro yang terlibat dalam proses pengukuran.
Adalah mungkin untuk memahami prinsip operasi peranti ini jika anda membiasakan diri dengan gambarajah terperinci mengenai kemasukan sensor Hall di zon pengukuran. Gambarajah sambungan dan inti dari sensor dapat ditunjukkan seperti berikut:
- Dalam jurang yang dibentuk oleh bahagian litar magnetik, bilah pemutar logam bergerak.
- Apabila mereka berputar, berlaku pengaliran fluks magnet secara berkala.
- Litar mikro bersepadu menyediakan penentuan indeks sifar induksi (pada masa ini voltan pada outputnya maksimum).
- Kekerapan pecah seperti itu, yang dikira dengan cip yang sama, digunakan untuk menilai kelajuan putaran objek yang dikendalikan (misalnya batang motor dalam motosikal).
Agar proses ini dapat berjalan normal, ketika sensor dimasukkan ke dalam rangkaian pengukuran, pinout dari sampel ini harus diperhitungkan (mungkin berbeda).
Meringkaskan skema yang dipertimbangkan, harus diasumsikan bahawa sensor kelas ini mampu mengukur kelajuan putaran poros engkol mana-mana kenderaan yang bergerak. Universalitas sensor, yang tidak mengecualikan kemungkinan memasangnya dalam skuter, misalnya, membolehkan anda menggunakan sensor Hall bukan hanya pada alat teknikal yang kompleks, tetapi juga pada peralatan rumah tangga biasa.
Aplikasi dalam sistem pencucuhan dan mesin basuh
Semasa menggunakan sensor Hall dalam sistem pencucuhan kenderaan, ia dapat digunakan untuk memperbaiki saat membuka pengedar. Dalam kes ini, ia berfungsi sebagai penukar analog, yang menentukan saat-saat gangguan bekalan elektrik onboard. Penggunaannya dalam modul operasi mesin basuh didasarkan pada prinsip yang sama, yang memungkinkan untuk menentukan kenaikan berat cucian mengikut kelajuan dram.
Sensor dewan dipasang di beberapa sampel peralatan pengukur. Selalunya mereka dilengkapi dengan pengapit tanpa sentuhan yang digunakan untuk mengukur arus pada konduktor. Peranti terbina dalam bertindak balas terhadap perubahan medan elektromagnetik yang dihasilkan di sekitar kabel kuasa. Di samping itu, ia sesuai untuk pemegang gas basikal elektrik, yang membolehkan anda mengawal sudut putaran.
Dalam keadaan domestik
Pada papan kekunci komputer, peranti ini menyediakan cara tanpa maklumat untuk menghubungi. Sensor, yang merupakan bahagian pendingin PC isi rumah, dapat mengawal kekutuban belitan pemutar, iaitu mengubah arah putarannya.
Khususnya, ketika menggunakan elemen seperti itu di ponsel pintar, mematikan perangkat saat meletakkannya di dalam casing dengan pengikat "magnetik".
Dengan mempertimbangkan penggunaan sensor Hall dengan kata-kata mudah, kita dapat mengatakan bahawa penggunaannya dalam bidang teknikal praktikalnya tidak terhad.Sebagai contoh, dalam konstruktor elektronik Arduino, terdapat kit dengan sensor sedemikian, yang praktiknya memungkinkan untuk menggambarkan kesan Hall.
Ini bukan satu-satunya contoh penggunaannya untuk tujuan pendidikan, membantu pengguna pemula memahami cara menyambung dan menggunakan sensor struktur medan.
Sebagai kesimpulan, kita perhatikan bahawa kelemahan sensor Hall termasuk kepekaannya terhadap gangguan elektromagnetik, yang sering terjadi pada litar operasi. Di samping itu, penggunaan modul elektronik yang kompleks dalam reka bentuk peranti sedikit sebanyak mempengaruhi kebolehpercayaannya, sedikit mengurangkannya. Kelemahan sensor ini tidak dianggap sebagai kecacatannya, tetapi hanya diambil kira semasa bekerja dengan peralatan.
Sekarang anda tahu apa itu sensor Hall, bagaimana ia berfungsi dan mengapa anda memerlukannya. Kami harap maklumat yang diberikan berguna dan menarik!
Bahan berkaitan:
Memuat ...
