Hall érzékelő alkalmazások
1879-ben, miközben doktori disszertációján dolgozott a Johns Hopkins Egyetemen, Edwin Herbert Hall amerikai fizikus kísérletet végzett egy aranylemezzel. Átvezette a lemezt úgy, hogy magát a lemezt az üvegre helyezte, és emellett a lemezt a síkjára merőleges, és ennek megfelelően az áramra merőleges mágneses tér hatásának tették ki.
Az igazság kedvéért meg kell jegyezni, hogy ebben az időben Hall annak a kérdésnek a megoldásával foglalkozott, hogy a tekercs ellenállása, amelyen keresztül az áram folyik, függ-e a mellette való jelenléttől állandómágnes, és ennek keretében a tudósok több ezer kísérletet végeztek. Az aranylemezes kísérlet eredményeként a lemez oldalszélein bizonyos potenciálkülönbséget találtunk.
Ezt a feszültséget Hall-feszültségnek nevezzük... A folyamat nagyjából a következőképpen írható le: a Lorentz-erő hatására a lemez egyik széle közelében negatív töltés gyűlik össze, a másik él közelében pedig pozitív.A kapott Hall feszültség és a hosszirányú áram értékének aránya annak az anyagnak a jellemzője, amelyből egy bizonyos Hall elem készül, és ezt az értéket "Hall-ellenállásnak" nevezik.
A Hall-effektus meglehetősen pontos módszer a félvezetőben vagy fémben lévő töltéshordozók (lyuk vagy elektron) típusának meghatározására.
A Hall-effektus alapján ma már Hall-érzékelőket gyártanak, amelyek a mágneses tér erősségének mérésére és a vezetékben lévő áramerősség meghatározására szolgálnak. Az áramváltókkal ellentétben a Hall érzékelők egyenáram mérését is lehetővé teszik. Így a Hall-effektus érzékelő alkalmazási területei általában meglehetősen kiterjedtek.
Mivel a Hall feszültség kicsi, logikus, hogy a Hall feszültség kivezetései be vannak kötve műveleti erősítő… A digitális csomópontokhoz való csatlakozáshoz az áramkört egy Schmitt triggerrel egészítik ki, és egy küszöbkészüléket kapnak, amely adott mágneses térerősségnél aktiválódik. Az ilyen áramköröket Hall-kapcsolóknak nevezzük.
Gyakran Hall-érzékelőt használnak állandó mágnessel együtt, és akkor aktiválódik, amikor az állandó mágnes egy bizonyos előre meghatározott távolságon belül megközelíti az érzékelőt.
A Hall-érzékelők meglehetősen gyakoriak a kefe nélküli vagy szelepes villanymotorokban (szervomotorokban), ahol az érzékelők közvetlenül a motor állórészére vannak felszerelve, és rotorhelyzet-érzékelőként (RPR) működnek, amely visszajelzést ad a forgórész helyzetéről, hasonlóan a kollektorban lévő kollektorhoz. DC motor.
Egy állandó mágnest a tengelyre rögzítve egy egyszerű fordulatszámmérőt kapunk, és néha magának a ferromágneses résznek az árnyékoló hatását a mágneses fluxusra. állandómágnes… A mágneses fluxus, amelyből a Hall-érzékelők általában kioldódnak, 100-200 Gauss.
A modern elektronikai ipar által gyártott háromvezetékes Hall érzékelők csomagjában nyitott kollektoros n-p-n tranzisztor található. Az ilyen érzékelő tranzisztoron áthaladó áram gyakran nem haladhatja meg a 20 mA-t, ezért erős terhelés csatlakoztatásához áramerősítőt kell telepíteni.
Az áramvezető vezeték mágneses tere általában nem elég erős a Hall-érzékelő kiváltásához, mivel az ilyen érzékelők érzékenysége 1-5 mV / G, ezért a gyenge áramok méréséhez egy áramvezető vezetéket tekernek rá. egy toroid mag hézaggal és egy Hall-érzékelő már be van építve a résbe ... Tehát 1,5 mm-es rés esetén a mágneses indukció most 6 Gs / A lesz.
A 25 A feletti áramok mérésekor az áramvezető közvetlenül a toroid magon halad át. A mag anyaga lehet alkifer vagy ferrit, ha mérik nagyfrekvenciás áram.
Egyes ionsugárhajtóművek a Hall-effektuson alapulnak, és nagyon hatékonyan működnek.
A Hall-effektus a modern okostelefonok elektronikus iránytűjének alapja.