Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Магнитните сензори на Хол са широко разпространени в съвременни условия и се използват не само в специализирани продукти, но и в конвенционалните домакински уреди. Повечето потребители дори не подозират какви чувствителни елементи работят за тях по телефона, например, и че те могат да бъдат инсталирани не само в електронно оборудване, но и в превозни средства (в автомобил или мотоциклет). В тази статия ще разгледаме устройството, принципа на работа и предназначението на сензора на Хол.Принцип на действие и видове
Използването на сензори в различни устройства (по-специално в таблетката) се обяснява с тяхната способност да реагират на промени в полето и да се изключват, когато магнитното покритие на капака е затворено. Благодарение на това свойство, те се инсталират в перални машини, което ви позволява да контролирате скоростта на въртене на барабана. За да го кажем на прост език - тук сензорът на Хол се използва като тахометър.
Исторически фон
За да разберете принципа на този елемент, ще ви е необходима малко история. През 1879 г. американската физическа зала откри интересно явление, свързано с поведението на проводник с ток в магнитно поле. Тестът показа, че ако ток е преминал през медна плоча, поставена между магнитите, тогава на страничните му повърхности се появява потенциална разлика. Възниква естествен въпрос: как да проверим това напрежение у дома?
Оказа се, че на практика тя може да бъде измерена с мултицет или друго устройство с подходящи граници. Същото може да се направи с всеки подходящ тестер или подобно устройство.
Свързването на електромера потвърждава, че движещите се електрони под въздействието на магнитно поле се отклоняват встрани (перпендикулярно на посоката на движението им).
Важно е! Степента на това отклонение или разликата в потенциала е пропорционална на "мощността" на магнитите и силата на тока през пластината.
На тази основа Hall заключи, че такъв проводник е добър инструмент за измерване на магнитното поле. Този ефект се основава на работата на специален чувствителен елемент, наречен сензор Хол. След като се справим с начина, по който работи във всяко отделно устройство, можете да бъдете сигурни в окончателното усвояване на неговия принцип на действие.
класификация
Важно е да се разбере какви са сензорите на Хол и по какъв принцип те обикновено се класифицират. Според особеностите на работата и за това, за какво е предназначен или по предназначение, сензорът на Хол може да има различни версии. Една от разновидностите е аналогови устройства, които произвеждат непрекъснат сигнал на изхода.
Обратно, цифровият елемент има само две отделни състояния („нула“ и „един“). Този тип устройство може да бъде еднополюсно или биполярно. Първият от тях се задейства, когато се открие поле на всяка полярност и се изключва, когато изчезне. Това означава, че еднополюсен цифров сензор реагира само на отсъствието или наличието на магнитно напрежение. Разгледаните особености на всеки от подвидовете също помагат да се разбере какво е това - сензорът на Хол.
Униполарните сензори преминават в „единица“ само когато полето достигне праговото ниво и не могат да определят присъствието му при ниски напрежения. Това свойство е значителен минус на такива устройства, което значително ограничава обхвата на тяхното приложение. Биполярният сензор работи в съответствие с полярността на магнитното поле, едното от които го включва, а другото го изключва.
Условното графично обозначение на устройства от този клас е показано на снимката по-долу:
Примери за устройства и употреба
Най-простата система със сензор Хол включва следните елементи:
- Постоянен магнит (неговата функция е да създаде магнитно поле).
- Подвижен ротор с лопатки или зъби.
- Специален прът от магнитен материал (магнитно).
- Пластмасов калъф.
В допълнение, техническите характеристики на сензора предвиждат използването на чипове, включени в процеса на измерване.
Възможно е да се разбере принципът на работа на това устройство, ако се запознаете с подробната електрическа схема на сензора на Хол в измервателната зона. Схемата на свързване и същността на сензора могат да бъдат представени, както следва:
- В пролуката, образувана от половинките на магнитната верига, металните роторни перки се движат.
- Докато се въртят, се появява периодично шунтиране на магнитния поток.
- Интегрираната микросхема осигурява определянето на нулевия индекс на индукция (в тези моменти напрежението на неговия изход е максимално).
- Честотата на такива изригвания, преброени от един и същ чип, се преценява по скоростта на въртене на контролирания обект (например моторния вал в мотоциклет).
За да се осъществи нормално този процес, когато сензорът се включи в измервателната верига, трябва да се вземе под внимание пинътът на тази проба (тя може да бъде различна).
Обобщавайки разглежданата схема, трябва да приемем, че сензорите от този клас са способни да измерват скоростта на въртене на коляновия вал на всяко движещо се средство. Многофункционалността на сензора, която не изключва възможността за нейното инсталиране в скутер, например, позволява използването на сензор на Хол не само в сложни технически устройства, но и в обикновените домакински уреди.
Приложение в системата за запалване и перални машини
При използване на сензора на Хол в системата за запалване на автомобила с негова помощ е възможно да се фиксира момента на отваряне на таймера. В този случай той работи като аналогов преобразувател, който определя моментите на прекъсване на бордовата мощност. Този принцип се основава на използването му в работните модули на пералната машина, което позволява теглото на прането да се определя от скоростта на барабана.
В някои образци на измервателно оборудване са монтирани сензори на Хол. Най-често те са оборудвани с безконтактна скоба, която се използва за измерване на ток в проводници. Вграденото устройство отговаря на промените в електромагнитното поле, генерирано около захранващия кабел. В допълнение, той е подходящ за газовата дръжка на електрически велосипед, което ви позволява да контролирате ъгъла на въртене.
В условията на живот
В компютърните клавиатури тези устройства осигуряват безконтактен начин за премахване на информация. Сензорът, който е част от вътрешния охладител на компютъра, може да контролира полярността на намотките на ротора, т.е. да променя посоката на въртене.
Когато се използва такъв елемент в смартфон, по-специално той гарантира, че устройството се изключва, когато се постави в кутия с "магнитна" закопчалка.
Като разглеждаме обхвата на сензорите на Хол с прости думи, можем да кажем, че използването му в техническата област е практически неограничено. В електронния дизайнер Arduino например има комплект с такъв сензор, който позволява на практика да илюстрира ефекта на Хол.
Това не е единственият пример за използването му за обучителни цели, което помага на начинаещите потребители да разберат как да се свързват и използват сензори на полевата структура.
В заключение ще отбележим, че недостатъците на сензорите на Хол включват тяхната чувствителност към електромагнитни смущения, често срещани в работните вериги. В допълнение, използването на сложни електронни модули в дизайна на устройството до известна степен влияе върху надеждността му, донякъде го намалява. Тези минуси на сензора не се считат за негови дефекти, а просто се вземат предвид при работа с оборудването.
Сега знаете какво представлява сензорът на Хол, как работи и защо се нуждаете от него. Надяваме се, че предоставената информация е полезна и интересна!
Материали по темата:
- Какво е тензодатчик и как работи
- Какво представляват крайните ключове за
- Каква е разликата между променлив ток и постоянен ток?