Kas yra „Hall“ jutiklis ir kur jis naudojamas?

Veikimo principas ir rūšys

Jutiklių naudojimas įvairiuose įrenginiuose (ypač planšetiniame kompiuteryje) paaiškinamas jų gebėjimu reaguoti į lauko pokyčius ir išsijungti, kai uždaromas dėklo magnetinis dangtis. Dėl šios savybės jie montuojami skalbimo mašinose, leisdami jums kontroliuoti būgno sukimosi greitį. Paprasčiau tariant - čia „Hall“ jutiklis naudojamas kaip tachometras.

Istorijos nuoroda

Norėdami suprasti šio elemento veikimo principą, jums reikės nedidelės ekskursijos į istoriją. 1879 m. Amerikos fizikų salė atrado įdomų reiškinį, susijusį su laidininko elgesiu su srove magnetiniame lauke. Bandymas parodė, kad jei srovė praeina per varinę plokštę, esančią tarp magnetų, tada jos šoniniuose paviršiuose atsiranda potencialo skirtumas. Kyla logiškas klausimas: kaip patikrinti šią įtampą namuose?

Paaiškėjo, kad praktiškai taip gali būti matuok su multimetru ar bet kuris kitas įrenginys, turintis tinkamas ribas. Tą patį galima padaryti su bet kokiu tinkamu testeriu ar panašiu instrumentu.

Skaitiklio prijungimas patvirtina, kad judantys elektronai magnetinio lauko veikimu (statmena jų judėjimo krypčiai) nukreipiami į šoną.

Svarbu! Šio nuokrypio ar potencialo skirtumo dydis yra proporcingas magnetų „galiai“ ir srovei per plokštę.

Remdamasis tuo, Hall padarė išvadą, kad toks laidininkas yra gera priemonė magnetiniam laukui matuoti. Šis efektas pagrįstas specialiu jautriu elementu, vadinamu „Hall sensor“, veikimu. Išsiaiškinę, kaip tai veikia kiekviename konkrečiame įrenginyje, galite būti tikri, kad galutinai įsisavinote jo veikimo principą.

Klasifikacija

Svarbu suprasti, kas yra „Hall“ jutikliai ir kokiu principu jie paprastai yra klasifikuojami. Atsižvelgiant į darbo ypatybes ir kodėl jis reikalingas ar pagal paskirtį, salės jutiklis gali būti įvairių dizainų. Viena iš atmainų yra analoginiai įtaisai, kurie išvestyje sukuria nenutrūkstamą signalą.

Priešingai, skaitmeninis elementas turi tik dvi atskiras būsenas („nulis“ ir „vienetas“). Šio tipo įrenginiai gali būti vienpoliai arba turėti bipolinius.Pirmasis iš jų veikia, kai aptinkamas bet kokio poliškumo laukas, ir išsijungia, kai jis išnyksta. T. y., Nepolinis skaitmeninis jutiklis reaguoja tik į tai, ar nėra magnetinės įtampos, ar jos nėra. Apsvarstytos kiekvieno iš porūšių savybės taip pat padeda suprasti, kas tai yra - „Hall“ jutiklis.

Vienpoliai jutikliai pereina į „bloką“ tik tada, kai laukas pasiekia slenksčio lygį ir negali nustatyti jo buvimo esant silpnai įtampai. Nurodyta savybė yra reikšmingas tokių prietaisų minusas, žymiai apribojantis jų taikymo sritį. Bipolinis jutiklis įjungiamas atsižvelgiant į magnetinio lauko poliškumą, vienas iš jų jį įjungia, o kitas - išjungia.

Įprastinis šios klasės įtaisų grafinis žymėjimas parodytas žemiau esančioje nuotraukoje:

Prietaiso ir naudojimo pavyzdžiai

Paprasčiausią sistemą su „Hall“ jutikliu sudaro šie elementai:

1. Nuolatinis magnetas (jo funkcija yra sukurti magnetinį lauką).
2. Kilnojamasis rotorius su ašmenimis ar dantimis.
3. Specialus strypas, pagamintas iš magnetinės medžiagos (magnetinės šerdies).
4. Plastikinis dėklas.

Be to, jutiklio techninė charakteristika numato matavimo procese dalyvaujančių mikroschemų naudojimą.

Suprasti šio prietaiso veikimo principą įmanoma, jei susipažinote su išsamia „Hall“ jutiklio įtraukimo į matavimo zoną schema. Ryšio schemą ir jutiklio veikimo esmę galima apibūdinti taip:

• Tarpyje, kurį sudaro magnetinės grandinės pusės, juda metaliniai rotoriaus mentės.
• Kai jie sukasi, periodiškai pasislenka magnetinis srautas.
• Integruota mikroschema leidžia nustatyti nulinį indukcijos indeksą (šiais momentais įtampa jo išvestyje yra didžiausia).
• Tokių sprogimų dažnis, apskaičiuotas pagal tą pačią mikroschemą, naudojamas vertinant kontroliuojamo objekto (pavyzdžiui, motociklo variklio veleną) sukimosi greitį.

Kad šis procesas vyktų normaliai, kai jutiklis yra įtrauktas į matavimo grandinę, reikia atsižvelgti į šio pavyzdžio schemą (ji gali būti skirtinga).

Apibendrinant svarstomą schemą, reikėtų manyti, kad šios klasės jutikliai gali išmatuoti bet kurios judančios transporto priemonės alkūninio veleno sukimosi greitį. Jutiklio universalumas, neatmetantis galimybės jį įdiegti, pavyzdžiui, paspirtuku, leidžia „Hall“ jutiklį naudoti ne tik sudėtinguose techniniuose prietaisuose, bet ir paprastuose buitiniuose prietaisuose.

Naudojimas uždegimo sistemoje ir skalbimo mašinose

Kai transporto priemonės uždegimo sistemoje naudojamas salės jutiklis, jis gali būti naudojamas paskirstytuvo atidarymo momentui nustatyti. Tokiu atveju jis veikia kaip analoginis keitiklis, kuris nustato borto maitinimo nutraukimo momentus. Jo naudojimas skalbimo mašinos veikiančiuose moduliuose grindžiamas tuo pačiu principu, kuris leidžia nustatyti skalbinių svorio padidėjimą pagal būgno sukimosi greitį.

Kai kuriuose matavimo įrangos pavyzdžiuose įmontuoti salės jutikliai. Dažniausiai jie yra su bekontakčiais spaustukais, naudojamais laidininkų srovei matuoti. Integruotas prietaisas reaguoja į elektrinio magnetinio lauko pokyčius, atsirandančius aplink maitinimo kabelį. Be to, jis tinka elektrinio dviračio rankenai, leidžiančiai kontroliuoti sukimosi kampą.

Buitinėmis sąlygomis

Kompiuterių klaviatūrose šie įrenginiai suteikia nekontaktinį informacijos priėmimo būdą. Jutiklis, kuris yra buitinio kompiuterio aušintuvo dalis, sugeba valdyti rotoriaus apvijų poliškumą, tai yra, pakeisti jo sukimosi kryptį.

Kai naudojate tokį elementą išmaniajame telefone, jis suteikia galimybę išjungti įrenginį, kai jis dedamas į dėklą su „magnetiniu“ užsegimu.

Aptardami „Hall“ jutiklių taikymą paprastais žodžiais, galime pasakyti, kad jo naudojimas techninėje srityje yra praktiškai neribotas.Pavyzdžiui, elektroniniame „Arduino“ konstruktoriuje yra rinkinys su tokiu jutikliu, kuris praktiškai leidžia iliustruoti Halės efektą.

Tai nėra vienintelis jo naudojimo švietimo tikslais pavyzdys, padedantis pradedantiesiems vartotojams suprasti, kaip prijungti ir naudoti lauko struktūros jutiklius.

Pabaigoje pažymime, kad „Hall“ jutiklių trūkumai yra jų jautrumas elektromagnetiniams trukdžiams, kurie dažnai būna veikiančiose grandinėse. Be to, sudėtingų elektroninių modulių naudojimas projektuojant įrenginį tam tikru mastu daro įtaką jo patikimumui, šiek tiek jį sumažindamas. Šie jutiklio trūkumai nėra laikomi jo trūkumais, o į juos tiesiog atsižvelgiama dirbant su įranga.

Dabar jūs žinote, kas yra „Hall“ jutiklis, kaip jis veikia ir kodėl jums jo reikia. Tikimės, kad pateikta informacija buvo naudinga ir įdomi!

Susijusios medžiagos:

• Kas yra krūvio elementas ir kaip jis išdėstytas?
• Kam skirti galiniai jungikliai?
• Kuo skiriasi kintama ir nuolatinė srovė