Zāles sensoru pielietojumi

1879. gadā, strādājot pie doktora disertācijas Džona Hopkinsa universitātē, amerikāņu fiziķis Edvīns Herberts Hols veica eksperimentu ar zelta plāksni. Viņš izlaida strāvu cauri plāksnei, novietojot pašu plāksni uz stikla, un turklāt uz plāksni pakļāva magnētiskā lauka iedarbībai, kas bija vērsta perpendikulāri tās plaknei un attiecīgi perpendikulāri strāvai.

Taisnības labad jāatzīmē, ka šajā laikā Hols nodarbojās ar jautājuma risināšanu, vai spoles pretestība, caur kuru plūst strāva, ir atkarīga no tā, vai tā atrodas blakus. pastāvīgais magnēts, un šī darba ietvaros zinātnieki ir veikuši tūkstošiem eksperimentu. Zelta plāksnes eksperimenta rezultātā tika konstatēta noteikta potenciālu atšķirība plāksnes sānu malās.

Šo spriegumu sauc par Hola spriegumu... Procesu var aptuveni raksturot šādi: Lorenca spēks liek negatīvam lādiņam uzkrāties pie vienas plāksnes malas, bet pozitīvam pie pretējās malas.Iegūtā Hola sprieguma attiecība pret garenstrāvas vērtību ir materiāla, no kura izgatavots konkrēts Hola elements, raksturlielums, un šo vērtību sauc par "Hall pretestību".

Halla efekts kalpo kā diezgan precīza metode lādiņnesēju (caurumu vai elektronu) veida noteikšanai pusvadītājā vai metālā.

Pamatojoties uz Hallas efektu, viņi tagad ražo Hall Sensors, ierīces magnētiskā lauka stipruma mērīšanai un strāvas stipruma noteikšanai vadā. Atšķirībā no strāvas transformatoriem Hall sensori ļauj izmērīt arī līdzstrāvu. Tādējādi Hall efekta sensora pielietojuma jomas parasti ir diezgan plašas.

Tā kā Hall spriegums ir mazs, ir tikai loģiski, ka ir pievienoti Hall sprieguma spailes operacionālais pastiprinātājs… Lai pieslēgtos digitālajiem mezgliem, ķēde tiek papildināta ar Schmitt trigeri un iegūta sliekšņa ierīce, kas tiek iedarbināta noteiktā magnētiskā lauka intensitātes līmenī. Šādas shēmas sauc par Hall slēdžiem.

Bieži vien Hall sensors tiek izmantots kopā ar pastāvīgo magnētu un tiek iedarbināts, kad pastāvīgais magnēts tuvojas sensoram noteiktā iepriekš noteiktā attālumā.

Hall sensori ir diezgan izplatīti bezsuku vai vārstu elektromotoros (servomotoros), kur sensori ir uzstādīti tieši uz motora statora un darbojas kā rotora pozīcijas sensors (RPR), kas nodrošina atgriezenisko saiti par rotora stāvokli, līdzīgi kā kolektors kolektorā. Līdzstrāvas motors.

Piestiprinot uz vārpstas pastāvīgo magnētu, mēs iegūstam vienkāršu apgriezienu skaitītāju un dažreiz pašas feromagnētiskās daļas ekranēšanas efektu uz magnētisko plūsmu. pastāvīgais magnēts… Magnētiskā plūsma, no kuras parasti tiek iedarbināti Hall sensori, ir 100–200 Gausu.

Mūsdienu elektronikas industrijas ražoto trīs vadu Hall sensoru iepakojumā ir atvērta kolektora n-p-n tranzistors. Bieži vien strāva caur šāda sensora tranzistoru nedrīkst pārsniegt 20 mA, tāpēc, lai pieslēgtu jaudīgu slodzi, ir nepieciešams uzstādīt strāvas pastiprinātāju.

Strāvu nesoša vadītāja magnētiskais lauks parasti nav pietiekami spēcīgs, lai iedarbinātu Hall sensoru, jo šādu sensoru jutība ir 1-5 mV / G, un tāpēc vāju strāvu mērīšanai tiek uztīts strāvu nesošais vadītājs. spraugā jau ir uzstādīts toroidālais serdenis ar spraugu un Hall sensors ... Tātad ar 1,5 mm atstarpi magnētiskā indukcija tagad būs 6 Gs / A.

Lai mērītu strāvu virs 25 A, strāvas vadītājs iet tieši caur toroidālo serdi. Kodolmateriāls var būt alcifers vai ferīts, ja to mēra augstfrekvences strāva.

Daži jonu strūklas dzinēji darbojas, pamatojoties uz Halla efektu, un darbojas ļoti efektīvi.

Hallas efekts ir mūsdienu viedtālruņu elektronisko kompasu pamatā.