Датчики Холла основаны на эффекте Холла. Эффект Холла — это базовый метод изучения свойств полупроводниковых материалов. Коэффициент Холла, измеряемый в эксперименте с эффектом Холла, может определять важные параметры полупроводниковых материалов, такие как тип проводимости, концентрация и подвижность носителей заряда.
Классификация
Датчики Холла подразделяются на линейные датчики Холла и импульсные датчики Холла.
1. Линейный датчик Холла состоит из элемента Холла, линейного усилителя и эмиттерного повторителя и выдает аналоговую величину.
2. Датчик Холла переключающего типа состоит из регулятора напряжения, элемента Холла, дифференциального усилителя, триггера Шмитта и выходного каскада и выдает цифровые величины.
Элементы Холла, изготовленные из полупроводниковых материалов, основанные на эффекте Холла, называются элементами Холла. Их преимущества заключаются в чувствительности к магнитным полям, простоте конструкции, малых размерах, широкой частотной характеристике, большом диапазоне изменения выходного напряжения и длительном сроке службы. Поэтому они широко применяются в измерительной технике, автоматизации, вычислительной технике и информационных технологиях.
Mосновное приложение
Датчики Холла широко используются в качестве датчиков положения, измерения скорости вращения, концевых выключателей и расходомеров. Некоторые устройства работают на основе эффекта Холла, например, датчики тока на эффекте Холла, лепестковые выключатели на эффекте Холла и датчики напряжённости магнитного поля на эффекте Холла. Далее будут рассмотрены датчики положения, датчики скорости вращения, а также датчики температуры или давления.
1. Датчик положения
Датчики Холла используются для обнаружения скользящего движения. В этом типе датчиков зазор между элементом Холла и магнитом строго контролируется, и индуцированное магнитное поле изменяется при движении магнита вперед и назад в фиксированном зазоре. Когда элемент находится вблизи северного полюса, поле отрицательное, а когда элемент находится вблизи южного полюса, магнитное поле положительное. Такие датчики также называются датчиками приближения и используются для точного позиционирования.
2. Датчик скорости
При измерении скорости датчик Холла неподвижно устанавливается напротив вращающегося магнита. Этот вращающийся магнит создаёт магнитное поле, необходимое для работы датчика или элемента Холла. Расположение вращающихся магнитов может варьироваться в зависимости от удобства применения. В некоторых случаях это установка одного магнита на вал или ступицу или использование кольцевых магнитов. Датчик Холла генерирует выходной импульс каждый раз, когда он сталкивается с магнитом. Кроме того, эти импульсы управляются процессором для определения и отображения скорости в об/мин. Эти датчики могут быть цифровыми или линейными аналоговыми.
3. Датчик температуры или давления
Датчики Холла также могут использоваться в качестве датчиков давления и температуры. Эти датчики объединены с отклоняющей давление мембраной с соответствующими магнитами, а магнитный узел сильфона перемещает элемент Холла вперед и назад.
При измерении давления сильфон подвергается расширению и сжатию. Изменения в сильфоне приводят к приближению магнитного узла к датчику Холла. Таким образом, результирующее выходное напряжение пропорционально приложенному давлению.
При измерении температуры сильфон герметизируется газом с известными характеристиками теплового расширения. При нагревании камеры газ внутри сильфона расширяется, что приводит к генерации датчиком напряжения, пропорционального температуре.
Время публикации: 16 ноября 2022 г.