Οι αισθητήρες Hall βασίζονται στο φαινόμενο Hall. Το φαινόμενο Hall είναι μια βασική μέθοδος για τη μελέτη των ιδιοτήτων των ημιαγωγικών υλικών. Ο συντελεστής Hall που μετράται από το πείραμα του φαινομένου Hall μπορεί να προσδιορίσει σημαντικές παραμέτρους όπως τον τύπο αγωγιμότητας, τη συγκέντρωση φορέων και την κινητικότητα φορέων των ημιαγωγικών υλικών.
Ταξινόμηση
Οι αισθητήρες Hall χωρίζονται σε γραμμικούς αισθητήρες Hall και σε αισθητήρες Hall μεταγωγής.
1. Ο γραμμικός αισθητήρας Hall αποτελείται από το στοιχείο Hall, τον γραμμικό ενισχυτή και τον ακόλουθο εκπομπού, και εξάγει αναλογική ποσότητα.
2. Ο αισθητήρας Hall τύπου διακόπτη αποτελείται από έναν ρυθμιστή τάσης, ένα στοιχείο Hall, έναν διαφορικό ενισχυτή, μια σκανδάλη Schmitt και ένα στάδιο εξόδου και εξάγει ψηφιακές ποσότητες.
Τα στοιχεία που κατασκευάζονται από ημιαγωγικά υλικά που βασίζονται στο φαινόμενο Hall ονομάζονται στοιχεία Hall. Έχουν τα πλεονεκτήματα της ευαισθησίας στα μαγνητικά πεδία, της απλής δομής, του μικρού μεγέθους, της ευρείας απόκρισης συχνότητας, της μεγάλης διακύμανσης τάσης εξόδου και της μεγάλης διάρκειας ζωής. Ως εκ τούτου, έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στους τομείς των μετρήσεων, του αυτοματισμού, των υπολογιστών και της τεχνολογίας πληροφοριών.
Mεφαρμογή ain
Οι αισθητήρες φαινομένου Hall χρησιμοποιούνται ευρέως ως αισθητήρες θέσης, μέτρησης ταχύτητας περιστροφής, διακοπτών ορίου και μέτρησης ροής. Ορισμένες συσκευές λειτουργούν με βάση το φαινόμενο Hall, όπως οι αισθητήρες ρεύματος φαινομένου Hall, οι διακόπτες φύλλων φαινομένου Hall και οι αισθητήρες έντασης μαγνητικού πεδίου φαινομένου Hall. Στη συνέχεια, περιγράφονται κυρίως ο αισθητήρας θέσης, ο αισθητήρας ταχύτητας περιστροφής και ο αισθητήρας θερμοκρασίας ή πίεσης.
1. Αισθητήρας θέσης
Οι αισθητήρες φαινομένου Hall χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση της ολισθαίνουσας κίνησης. Σε αυτόν τον τύπο αισθητήρα, υπάρχει ένα αυστηρά ελεγχόμενο κενό μεταξύ του στοιχείου Hall και του μαγνήτη και το επαγόμενο μαγνητικό πεδίο αλλάζει καθώς ο μαγνήτης κινείται μπρος-πίσω στο σταθερό κενό. Όταν το στοιχείο βρίσκεται κοντά στον βόρειο πόλο, το πεδίο θα είναι αρνητικό και όταν το στοιχείο βρίσκεται κοντά στον νότιο πόλο, το μαγνητικό πεδίο θα είναι θετικό. Αυτοί οι αισθητήρες ονομάζονται επίσης αισθητήρες εγγύτητας και χρησιμοποιούνται για ακριβή τοποθέτηση.
2. Αισθητήρας ταχύτητας
Στην ανίχνευση ταχύτητας, ο αισθητήρας φαινομένου Hall τοποθετείται σταθερά στραμμένος προς τον περιστρεφόμενο μαγνήτη. Αυτός ο περιστρεφόμενος μαγνήτης παράγει το μαγνητικό πεδίο που απαιτείται για τη λειτουργία του αισθητήρα ή του στοιχείου Hall. Η διάταξη των περιστρεφόμενων μαγνητών μπορεί να ποικίλλει, ανάλογα με την ευκολία της εφαρμογής. Ορισμένες από αυτές τις διατάξεις είναι με την τοποθέτηση ενός μόνο μαγνήτη στον άξονα ή την πλήμνη ή με τη χρήση δακτυλιοειδών μαγνητών. Ο αισθητήρας Hall εκπέμπει έναν παλμό εξόδου κάθε φορά που βλέπει προς τον μαγνήτη. Επιπλέον, αυτοί οι παλμοί ελέγχονται από τον επεξεργαστή για να προσδιορίσουν και να εμφανίσουν την ταχύτητα σε RPM. Αυτοί οι αισθητήρες μπορούν να είναι ψηφιακοί ή γραμμικοί αναλογικοί αισθητήρες εξόδου.
3. Αισθητήρας θερμοκρασίας ή πίεσης
Οι αισθητήρες φαινομένου Hall μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως αισθητήρες πίεσης και θερμοκρασίας. Αυτοί οι αισθητήρες συνδυάζονται με ένα διάφραγμα εκτροπής πίεσης με κατάλληλους μαγνήτες και το μαγνητικό συγκρότημα του φυσητήρα ενεργοποιεί το στοιχείο φαινομένου Hall εμπρός και πίσω.
Στην περίπτωση μέτρησης πίεσης, οι φυσητήρες υπόκεινται σε διαστολή και συστολή. Οι αλλαγές στους φυσητήρες προκαλούν την κίνηση του μαγνητικού συγκροτήματος πιο κοντά στο στοιχείο φαινομένου Hall. Επομένως, η προκύπτουσα τάση εξόδου είναι ανάλογη με την εφαρμοζόμενη πίεση.
Στην περίπτωση μετρήσεων θερμοκρασίας, το συγκρότημα φυσητήρα σφραγίζεται με ένα αέριο με γνωστά χαρακτηριστικά θερμικής διαστολής. Όταν ο θάλαμος θερμαίνεται, το αέριο στο εσωτερικό του φυσητήρα διαστέλλεται, γεγονός που προκαλεί την παραγωγή τάσης ανάλογης με τη θερμοκρασία από τον αισθητήρα.
Ώρα δημοσίευσης: 16 Νοεμβρίου 2022