เซ็นเซอร์ Hall คืออะไรและใช้ที่ไหน
หลักการทำงานและประเภท
การใช้เซ็นเซอร์ในอุปกรณ์ต่าง ๆ (โดยเฉพาะในแท็บเล็ต) อธิบายโดยความสามารถในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสนามและปิดเมื่อปิดฝาครอบแม่เหล็กของเคส เนื่องจากคุณสมบัตินี้ติดตั้งในเครื่องซักผ้าช่วยให้คุณสามารถควบคุมความเร็วในการหมุนของถังซักได้ กล่าวง่ายๆคือเซ็นเซอร์ Hall ใช้เป็นเครื่องวัดวามเร็ว
ประวัติความเป็นมา
เพื่อให้เข้าใจถึงหลักการทำงานขององค์ประกอบนี้คุณจะต้องมีการทัศนศึกษาเล็กน้อยในประวัติศาสตร์ ในปี 1879 ฮอลล์นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันค้นพบปรากฏการณ์ที่น่าสนใจที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมของตัวนำที่มีกระแสในสนามแม่เหล็ก การทดสอบแสดงให้เห็นว่าหากกระแสไฟฟ้าผ่านแผ่นทองแดงที่วางอยู่ระหว่างแม่เหล็กความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นจะปรากฏบนใบหน้าด้านข้าง คำถามเชิงตรรกะเกิดขึ้น: จะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่บ้านได้อย่างไร
มันกลับกลายเป็นว่าในทางปฏิบัติมันสามารถ วัดด้วยมัลติมิเตอร์ หรืออุปกรณ์อื่น ๆ ที่มีขีด จำกัด ที่เหมาะสม สามารถทำได้เช่นเดียวกันกับเครื่องทดสอบที่เหมาะสมหรือเครื่องที่คล้ายกัน
การเชื่อมต่อของมิเตอร์เป็นการยืนยันว่าอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่นั้นเบี่ยงเบนไปทางด้านข้างภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็ก (ตั้งฉากกับทิศทางของการเคลื่อนที่)
สำคัญ! ขนาดของการเบี่ยงเบนหรือความต่างศักย์นี้เป็นสัดส่วนกับ "กำลัง" ของแม่เหล็กและกระแสผ่านแผ่น
บนพื้นฐานนี้ Hall สรุปว่าตัวนำดังกล่าวเป็นเครื่องมือที่ดีสำหรับการวัดสนามแม่เหล็ก การทำงานขององค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนพิเศษที่เรียกว่าเซ็นเซอร์ฮอลล์นั้นขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์นี้ เมื่อทราบถึงวิธีการทำงานของอุปกรณ์แต่ละตัวคุณสามารถมั่นใจได้ว่าการดูดซับขั้นสุดท้ายของหลักการทำงานของอุปกรณ์จะเป็นอย่างไร
การจัดหมวดหมู่
เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจว่าเซ็นเซอร์ Hall คืออะไรและโดยหลักการแล้วพวกเขาจำแนกประเภทอย่างไร ตามคุณสมบัติของงานและเหตุผลว่าทำไมจึงมีความจำเป็นหรือเพื่อวัตถุประสงค์ที่ต้องการเซ็นเซอร์ Hall สามารถมีการออกแบบที่หลากหลาย หนึ่งในพันธุ์คืออุปกรณ์อะนาล็อกที่ผลิตสัญญาณต่อเนื่องที่เอาท์พุท
ในทางตรงกันข้ามองค์ประกอบดิจิตอลมีสถานะไม่ต่อเนื่องเพียงสองสถานะ (“ ศูนย์” และ“ หน่วย”) อุปกรณ์ประเภทนี้สามารถเป็น unipolar หรือมีประเภท bipolarครั้งแรกของพวกเขาทำงานเมื่อตรวจพบสนามของขั้วใด ๆ และปิดเมื่อมันหายไป นั่นคือเซ็นเซอร์ดิจิตอล unipolar ตอบสนองต่อการขาดแรงตึงของแม่เหล็กเท่านั้น คุณสมบัติที่พิจารณาของแต่ละชนิดย่อยยังช่วยให้เข้าใจว่ามันคืออะไร - เซ็นเซอร์ฮอลล์
เซ็นเซอร์ Unipolar เปลี่ยนเป็น“ หน่วย” เฉพาะเมื่อสนามถึงระดับเกณฑ์และไม่สามารถระบุสถานะที่มีความตึงเครียดอ่อน คุณสมบัติที่ระบุเป็นลบอย่างมีนัยสำคัญของอุปกรณ์ดังกล่าว จำกัด ขอบเขตการใช้งานของพวกเขาอย่างมีนัยสำคัญ เซ็นเซอร์สองขั้วจะถูกกระตุ้นโดยคำนึงถึงขั้วของสนามแม่เหล็กซึ่งหนึ่งในนั้นเปิดและอื่น ๆ ปิด
การกำหนดกราฟิกทั่วไปของอุปกรณ์ของคลาสนี้แสดงในรูปด้านล่าง:
ตัวอย่างอุปกรณ์และการใช้งาน
ระบบที่ง่ายที่สุดพร้อมเซ็นเซอร์ Hall ประกอบด้วยองค์ประกอบต่อไปนี้:
- แม่เหล็กถาวร (หน้าที่ของมันคือการสร้างสนามแม่เหล็ก)
- ใบพัดที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ด้วยใบมีดหรือฟัน
- แท่งพิเศษทำจากวัสดุแม่เหล็ก (แกนแม่เหล็ก)
- กล่องพลาสติก
นอกจากนี้คุณสมบัติทางเทคนิคของเซ็นเซอร์ยังมีไว้สำหรับการใช้งานของ microcircuits ที่เกี่ยวข้องในกระบวนการวัด
เป็นไปได้ที่จะเข้าใจหลักการทำงานของอุปกรณ์นี้หากคุณทำความคุ้นเคยกับแผนภาพรายละเอียดของการรวมเซ็นเซอร์ Hall ในโซนการวัด แผนภาพการเชื่อมต่อและสาระสำคัญของเซ็นเซอร์สามารถแสดงดังนี้:
- ในช่องว่างที่เกิดขึ้นจากครึ่งหนึ่งของวงจรแม่เหล็กใบพัดโลหะจะเคลื่อนที่
- เมื่อพวกเขาหมุนจะเกิดการแบ่งฟลักซ์แม่เหล็กเป็นระยะ
- Microcircuit แบบบูรณาการให้การกำหนดดัชนีการเหนี่ยวนำเป็นศูนย์ (ในช่วงเวลาเหล่านี้แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตสูงสุด
- ความถี่ของการระเบิดดังกล่าวซึ่งคำนวณโดยชิปตัวเดียวกันนั้นถูกใช้เพื่อตัดสินความเร็วการหมุนของวัตถุควบคุม (ตัวอย่างเช่นเพลามอเตอร์ในรถจักรยานยนต์)
เพื่อให้กระบวนการนี้ดำเนินการตามปกติเมื่อเซ็นเซอร์รวมอยู่ในวงจรการวัดพินของตัวอย่างนี้จะต้องนำมาพิจารณา (อาจแตกต่างกัน)
การสรุปโครงร่างที่พิจารณาควรสันนิษฐานว่าเซ็นเซอร์ของคลาสนี้มีความสามารถในการวัดความเร็วการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยงของยานพาหนะที่กำลังเคลื่อนที่ใด ๆ ความเป็นสากลของเซ็นเซอร์ซึ่งไม่รวมความเป็นไปได้ของการติดตั้งในสกูตเตอร์ช่วยให้คุณใช้เซ็นเซอร์ Hall ไม่เพียง แต่ในอุปกรณ์ทางเทคนิคที่ซับซ้อน แต่ยังรวมถึงเครื่องใช้ในครัวเรือนทั่วไปด้วย
การใช้งานในระบบจุดระเบิดและเครื่องซักผ้า
เมื่อใช้เซ็นเซอร์ Hall ในระบบจุดระเบิดของยานพาหนะสามารถใช้เพื่อแก้ไขช่วงเวลาของการเปิดตัวแทนจำหน่าย ในกรณีนี้มันทำหน้าที่เป็นตัวแปลงแอนะล็อกซึ่งกำหนดช่วงเวลาของการหยุดชะงักของแหล่งจ่ายไฟออนบอร์ด การใช้งานในโมดูลการทำงานของเครื่องซักผ้านั้นใช้หลักการเดียวกันซึ่งช่วยให้สามารถกำหนดน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นของผ้าด้วยความเร็วของการหมุนของถังซัก
มีการติดตั้งเซ็นเซอร์ Hall ในตัวอย่างเครื่องมือวัด ส่วนใหญ่มักจะติดตั้งที่หนีบสัมผัสที่ใช้ในการวัดกระแสในตัวนำ อุปกรณ์ในตัวตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นรอบ ๆ สายไฟ นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับมือจับแก๊สของจักรยานไฟฟ้าช่วยให้คุณสามารถควบคุมมุมการหมุน
ในสภาพภายในประเทศ
ในแป้นพิมพ์คอมพิวเตอร์อุปกรณ์เหล่านี้ให้วิธีการรับข้อมูลแบบไม่ต้องสัมผัส เซ็นเซอร์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องทำความเย็น PC ในบ้านสามารถควบคุมขั้วของขดลวดของโรเตอร์นั่นคือเปลี่ยนทิศทางของการหมุน
เมื่อใช้องค์ประกอบดังกล่าวในสมาร์ทโฟนโดยเฉพาะจะปิดอุปกรณ์เมื่อวางไว้ในเคสที่มีตัวยึด“ แม่เหล็ก”
เมื่อพิจารณาการประยุกต์ใช้เซนเซอร์ Hall ด้วยคำพูดง่ายๆเราสามารถพูดได้ว่าการใช้งานในด้านเทคนิคนั้นไม่ จำกัด ในทางปฏิบัติยกตัวอย่างเช่นในนวกรรมิกอิเล็กทรอนิกส์ของ Arduino มีชุดที่มีเซ็นเซอร์ดังกล่าวซึ่งช่วยให้ในการแสดงภาพ Hall Effect
นี่ไม่ได้เป็นเพียงตัวอย่างของการใช้งานเพื่อการศึกษา แต่ช่วยให้ผู้ใช้มือใหม่เข้าใจวิธีการเชื่อมต่อและใช้เซ็นเซอร์โครงสร้างฟิลด์
โดยสรุปเราทราบว่าข้อเสียของเซ็นเซอร์ Hall รวมถึงความไวต่อสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งมักเกิดขึ้นในวงจรการทำงาน นอกจากนี้การใช้โมดูลอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนในการออกแบบอุปกรณ์มีผลกระทบต่อความน่าเชื่อถือลดลงเล็กน้อย ข้อเสียของเซ็นเซอร์เหล่านี้ไม่ถือเป็นข้อบกพร่อง แต่ควรคำนึงถึงเมื่อทำงานกับอุปกรณ์
ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าเซ็นเซอร์ Hall คืออะไรมันทำงานอย่างไรและทำไมคุณถึงต้องการมัน เราหวังว่าข้อมูลที่ให้ไว้มีประโยชน์และน่าสนใจ!
วัสดุที่เกี่ยวข้อง:
กำลังโหลด ...
