Hall-érzékelő

Az

Hall Effect Sensor egy kis érzékeny elem, amely lehetővé teszi a mágneses mező változásainak nyomon követését. A felfedezés már 100 éves lett, a cselekvés elve mögötti jelenség 1879 óta ismert, de csak az utóbbi néhány évtizedben a termékek a technológiai fejlődés példáinak szerves részét képezik.

Hall Effect Az

Edwin Hall kimutatta, hogy a mágneses mező irányában keresztirányban egy emf keletkezik a vezetékben, amikor az egyenáram áramlik rajta. A gyakorlatban úgy tűnik, hogy a fémszalagok szélén a potenciálok előfordulnak, amikor a szalaghoz mágnes kerül. Ennek eredményeként lehetővé válik az érzékelő közeledésének tényének rögzítése. A potenciális különbség leginkább az alábbiaktól függ:

1. Az áramló egyenáram nagysága.
2. Mágneses térerősség.
3. A töltőhordozók mozgékonysága és koncentrációja az anyagban.

Az 1950-es évekig, amikor először jött létre a mikrohullámú sugárzókészülék, a Hall hatást nem alkalmazták a laboratóriumokon kívül. A számítógépes billentyűzetgyártók által elindított tömeges úszás során kiderült, hogy az aggodalmak érdekeltek voltak a kulcsok pozíciójának regisztrálására és 1968-ban találták meg a kapcsolatot. Az 1965-ben Joe Mopin és Everett Wortman által feltárt szilárdtest érzékelő jelentősen javította a berendezés jellemzőit. Most az iparág évente növekszik a Hall-érzékelők iránti igény iránt, a becslések szerint öt legnagyobb gyártó cég 2 milliárd dollár bevételt gyűjt.

Ma a Hall szenzorok ezt a funkciót használják - szinte örökkévalóak, nem tartalmaznak mozgó és dörzsölő alkatrészeket. A billentyűzeten ez nem az érzékeny elem, hanem a vezérlő.Vannak olyan vírusok, amelyek átprogramozhatnak egy chipet, és megfertőzhetik a számítógépet. .. USB-billentyűzeten keresztül. By the way, a titkos szolgálatok már régóta elfogadott egy módszert a kém, de egyszerűen nincs hatékony védelem a sebezhetőség ellen.

A Hall effektus a vezetőben jelenik meg, annál erősebb, annál kisebb a hordozó koncentrációja és annál nagyobb a mobilitás. A fémeket( amelyek alapján a jelenséget először bemutatták) nem tekintik ideálisnak az érzékelők létrehozásához. A félvezetők sokkal nagyobb mértékben alkalmasak erre a célra. Ezzel egyidejűleg ez jelentősen csökkenti a költségeket és növeli a tömegtermelés egyesülését.

Lássuk, hogyan működik a Hall-érzékelő.Képzeld el egy félvezető csíkot, amely mentén az egyenáram folyik. Külső zavarok hiányában egy belső mező jön létre, amely a töltőhordozókat mozgatja. Tegyük fel, hogy egy állandó mágneses mező vonalai merőlegesek a szalag felületére. Lorentz feltörekvő ereje lesz a baloldali szabály, hogy cselekedjen a folyamaton. Emlékezzünk arra, hogy az irányt az alábbiak szerint határozzuk meg: „Ha úgy helyezi el a bal kezét, hogy a mágneses tér vonalak merőlegesek a tenyerére, és a kinyújtott ujjai a töltési mozgás irányába néznek( fizikában - pozitívan töltött részecskék, nem negatív elektronok), a hüvelykujj 90 fokkal elhajlika Lorentz-erő cselekvésének irányába mutat. "

A Hall effektusban nincsenek rejtvények. A Lorentz-formulát jó tucat évvel később javasolták - 1892-ben -, mielőtt az emberek megtudták, hogy egy aranylemez potenciálkülönbséget képez a végeken, amikor egyenáram áramlik. A mágneses mező 1831-ben a vezetőkre gyakorolt ​​hatását egyértelműen Michael Faraday kifejezte, köszönhetően egy titkos csodálónak, amelynek a világa a generátorokról és a motorokról tanult. Még nem ismert, hogy ki alkotta meg az első egyenáramú motort. Ha fordított futó generátort használ. Az

Hall Effect 1879-ben nyílt meg a Baltimore-i Johns Hopkins Egyetemen. Edwin megpróbálta tesztelni a harminc évvel korábban hangzott Kelvin-elméletet, és aktívan dolgozott annak érdekében, hogy tanulmányozza a mágneses mező hatását egy aranylemezen. A tudós olyan együtthatót mutatott be, amely az alkalmazott mágneses mező és az áramló áram termékétől függő eredményt mutat. Nyilvánvaló, hogy az érték az anyag tulajdonságaitól függ. A pillanat már megvitatásra került.

csarnokérzékelők Az

csarnokérzékelők hatásai A Hall szenzorok következő előnyeit kiemelik az

1. Hosszú élettartam( a billentyűzethez - 30 milliárd kattintással).
2. Mozgó alkatrészek hiánya( szilárdtest-elektronika), amely egyértelműen leegyszerűsíti a tervezést, és magas követelményeket támaszt a rezgésekkel és ütésekkel szemben.
3. A mágneses tér 100 kHz-es változásának frekvenciáin való munkavégzés képessége.
4. Egyszerű kombináció a digitális technológiai jelek logikai szintjeivel.
5. Széles üzemi hőmérséklet-tartomány( mínusz 40 és 150 Celsius fok között).
6. Nagy mérési ismételhetőség, amely megkönnyíti a Hall érzékelőkön alapuló műszerek tárolását.

csarnokérzékelők

tervezés Működés közben a hagyományos félvezető anyagok - a gallium és az indium-arzenidek - tökéletesen megnyilvánulnak. Jellemzően a Hall érzékelő egy kis lemez, amelynek ellentétes oldalai párosított elektródák. Tágas és a téglalap oldalán található.Ahol a jelet vesszük - a legegyszerűbb pont. Bármelyik rendszerben egy közös pont van jelölve( semleges vezeték, semleges), a névjegyek összege három. A negatív vonalak kombinálódnak. Az

szakértők megjegyzik, hogy még az elektródák mágneses mezőjének hiányában is van egy kis jel. Ez nem a bolygónk befolyása, hiszen az olvasók azt gondolják. A lemez oldalsó szélén lévő potenciál egyenetlen eloszlású.És nem mindig célszerű azonosító pontokat azonosítani. A szenzorral párosított elektronika könnyebb, vagy pont impulzusokkal vezérelhető, ami gyakran a gyakorlatban történik. A differenciálerősítőket gyakran használják a korrekcióhoz( csak egy jelváltozás történik).

érzékelő kialakításának jellemzői A vezetőfólia vastagsága általában kicsi, alig éri el a 10 mikronot. A szubsztrátumra történő lerográfiás módszerrel történő lerakódás. Ez lehetővé teszi, hogy Hall érzékelőket hozzon létre egy kis érzékeny területen, ami nagyban és gyakran javítja a mérési pontosságot, mert a felület kicsi. Az eszközökben ezt a mechanizmusok részeinek helyzetének értékelésére használják. A kis méretű érzékelők azonban viszonylag alacsony választ érzékelnek, mért W / T( a hasznos jel kimenő teljesítménye, a mágneses tér feszültségétől függően).Soros Hall érzékelők esetében a paraméter általában 0,03 és 1 között mozog.

A gyakorlatban ez úgy néz ki, mint egy impulzusgenerátor. Tegyük fel, hogy a mosógép motor tengelyén számos mágnes van, viszont egy bizonyos számú csúcs keletkezik. Ennek eredményeképpen az elektronikus töltés kiértékeli a forgórész sebességét, a rotor szöghelyzetét, amelyet például a szelepmotorokban használnak( a tekercsek elektronikus kapcsolásával).

Meghajtjuk és elmagyarázzuk, hogy a kis Hall-érzékelő gyenge választ ad. A generált impulzusok amplitúdója az áramló egyenáramtól függ, de nem lehet nagy, ellenkező esetben a vezetőfilmek( amelyek elég nagy ellenállással rendelkeznek) túlmelegednek és égnek. Ezért érvényes értékek( amperben) 5 és 50 mA között vannak.

Hallásérzékelők

alkalmazásaAz

1. Hall érzékelőket széles körben használják a háztartási készülékekben. Az ékesszóló példa a mosógép. A felhasználók megtörik az elméjüket, mint a fejlett modellekben, a mosodát mérik. A hálózat olyan szabadalmakat tartalmaz, amelyeknél a problémát rugók vagy nyúlásmérők segítségével javasoljuk megoldani. Az ilyen eszközök nem képesek nagy megbízhatóságra, mivel fennáll annak a veszélye, hogy folyamatosan deformálódnak. Ezen túlmenően pár tégla lóg a tartályon, ami azt jelenti, hogy a szerkezet teljes súlya nagy, ami korlátozásokat vezet be. A gyakorlatban a mosógépekben a mosodát először bőségesen megnedvesítik, majd a teljes tömeget a dobsebesség sebességével becsüljük meg.Így mérik meg a mosodát, amely tovább meghatározza a berendezés munkaprogramját, a por, a víz fogyasztását és az öblítést.
2. A számítógépes billentyűzeten a Hall érzékelők először léptek be a tömegtermelésbe.Általában érzékeny elem van a hordozón, a mágnes a kulcsra van szerelve. Nyilvánvaló, hogy a modern billentyűzeten nincs több rugó, és a rugalmas erőt magas élettartamú polimerek alkotják. A megoldás rendkívül sikeres: nem az az érzékelő, amely lebomlik, és a mechanikus rész nem rugalmas, a vezérlő meghibásodik.
3. A Hall-érzékelő az áram mérésére használható( mint a jelenlegi fogóknál).A készülék reagálhat a vezetéket körülvevő elektromágneses térben bekövetkező változásokra. Az úgynevezett gerjesztési tekercs( rézhuzal induktivitása) jön létre. A mért áramot a csapokhoz vezetik, ennek eredményeképpen egy elektromágneses hullám képződik, egy részét a Hall-érzékelő becsül. A válasz közvetlenül a mért értéktől függ. A számítást a szabályozók által meghatározott képletek szerint végzik. A pontosság érdekében a készüléket a gyártó kalibrálja. A fent említett előnyök elsősorban a mozgó alkatrészek hiánya maradnak. Hasonlóképpen, Hall-érzékelők segítségével lehetővé válik a teljesítmény mérése.
   

   Az

4. érzékelő alkalmazása Az egyenáramú váltóáramú feszültség átalakítása a generátor létrehozásának egyik példája. Ha a Hall-érzékelő váltakozó mágneses mezőben van, a kimenet feszültsége megismétli az alakot. Az eszköz hatékonysága nem magas. A tervezés azonban a lehető legnagyobb mértékben egyszerűsödik, lehetővé válik a mágneses tér alakjának az elektromos áramra való közvetlen átvitele.
5. A fent leírt tényekhez kapcsolódóan megjegyezzük, hogy a Hall érzékelők lehetővé teszik az akkumulátorok áramlásának és teljes feltöltésének szabályozását( az áramlási áram mérésével és az időbeli integrálással).Ez széles körű alkalmazásuk lehetőségét okozza. Például mobiltelefonokon( a piac legfeljebb 37% -a).A szakértők azonban úgy vélik, hogy a legígéretesebb irány az elektromos járművek szegmense, ahol az energiaellátás kérdése létfontosságú lesz.
6. A Föld mágneses mezőjének jelenléte miatt lehetővé válik a Hall érzékelőkön alapuló iránytű létrehozása. Az egyetlen probléma az, hogy a Tl értéke egyenetlen a kontinensek és kontinensek felszínén, és a korrekciós módszerek bevitele szükséges. Ennek következtében a mobil eszközök videokameráinak automatikus képstabilizáló rendszerei néha működnek. Az
7. Little ismert, de az autóipar a Hall érzékelők kibocsátásából származó hozam 52% -át teszi ki. Ebben az iparágban meg kell mérni a kerekek, a főtengely és a bütyköstengely forgási sebességét. Az olvasók már kitalálták, hogy a Hall-érzékelő segít a fojtószelep, a kormányzás helyzetének meghatározásában. Az autóipar vált az eszközök továbbfejlesztésének fő hajtóerejévé.Bizonyos rendszerek a dearaktív szabványnak( ASIC, ASSP, ESC / ESP, stb.) Számítanak, és a Hall érzékelők aktívan részt vesznek benne.