Hall sensörü uygulamaları

1879'da Amerikalı fizikçi Edwin Herbert Hall, Johns Hopkins Üniversitesi'nde doktora tezi üzerinde çalışırken altın levha ile bir deney yaptı. Plakanın kendisini camın üzerine yerleştirerek plakadan bir akım geçirdi ve ayrıca plaka, düzlemine dik ve buna bağlı olarak akıma dik olarak yönlendirilmiş bir manyetik alanın etkisine maruz kaldı.

Adil olmak gerekirse, şu anda Hall'un, içinden akımın aktığı bobinin direncinin yanındaki varlığa bağlı olup olmadığı sorusunu çözmekle meşgul olduğuna dikkat edilmelidir. kalıcı mıknatısve bu çalışma kapsamında bilim adamları binlerce deney gerçekleştirdiler. Altın levha deneyi sonucunda levhanın yan kenarlarında belli bir potansiyel farkı bulundu.

Bu gerilime Hall gerilimi denir... İşlem kabaca şu şekilde açıklanabilir: Lorentz kuvveti, plakanın bir kenarına yakın bir yerde negatif, karşı kenarına yakın bir yerde pozitif bir yük birikmesine neden olur.Ortaya çıkan Hall voltajının uzunlamasına akımın değerine oranı, belirli bir Hall elemanının yapıldığı malzemenin bir özelliğidir ve bu değere «Hall direnci» denir.

Hall etkisi, bir yarı iletken veya metaldeki yük taşıyıcı tipini (delik veya elektron) belirlemek için oldukça doğru bir yöntem olarak hizmet eder.

Hall Etkisine dayalı olarak, artık bir manyetik alanın gücünü ölçmek ve bir teldeki akımın gücünü belirlemek için cihazlar olan Hall Sensörleri üretiyorlar. Akım trafolarından farklı olarak, Hall sensörleri doğru akımı da ölçmeyi mümkün kılar. Bu nedenle, Hall etkisi sensörünün uygulama alanları genellikle oldukça geniştir.

Hall gerilimi küçük olduğundan, yalnızca Hall gerilimi terminallerinin bağlanması mantıklıdır. işlemsel yükselteç… Dijital düğümlere bağlanmak için devre, bir Schmitt tetikleyici ile desteklenir ve belirli bir manyetik alan gücü seviyesinde tetiklenen bir eşik cihazı elde edilir. Bu tür devrelere Hall anahtarları denir.

Genellikle bir sabit mıknatısla birlikte bir Hall sensörü kullanılır ve kalıcı mıknatıs sensöre önceden belirlenmiş belirli bir mesafe içinde yaklaştığında tetiklenir.

Hall sensörleri, sensörlerin doğrudan motor statoruna monte edildiği ve toplayıcıdaki bir toplayıcıya benzer şekilde rotor konumu hakkında geri bildirim sağlayan bir rotor konum sensörü (RPR) görevi gördüğü fırçasız veya valfli elektrik motorlarında (servo motorlar) oldukça yaygındır. DC motoru.

Şafta kalıcı bir mıknatıs sabitleyerek, basit bir devir sayacı elde ederiz ve bazen ferromanyetik parçanın kendisinin manyetik akı üzerindeki koruyucu etkisi elde edilir. kalıcı mıknatıs… Hall sensörlerinin tetiklendiği manyetik akı tipik olarak 100-200 Gauss'tur.

Modern elektronik endüstrisi tarafından üretilen üç telli Hall sensörleri, paketlerinde bir açık kollektör n-p-n transistöre sahiptir. Çoğu zaman, böyle bir sensörün transistöründen geçen akım 20 mA'yı geçmemelidir, bu nedenle güçlü bir yük bağlamak için bir akım yükselticisi kurmak gerekir.

Akım taşıyan bir iletkenin manyetik alanı genellikle bir Hall sensörünü tetikleyecek kadar güçlü değildir, çünkü bu tür sensörlerin hassasiyeti 1-5 mV / G'dir ve bu nedenle zayıf akımları ölçmek için üzerine akım taşıyan bir iletken sarılır. boşluklu bir toroidal çekirdek ve boşluğa zaten bir Hall sensörü takılmıştır ... Yani 1,5 mm'lik bir boşlukla, manyetik indüksiyon şimdi 6 Gs / A olacaktır.

25 A'nın üzerindeki akımları ölçmek için, akım iletkeni doğrudan toroidal çekirdekten geçer. Ölçüldüğü takdirde çekirdek malzeme alcifer veya ferrit olabilir yüksek frekanslı akım.

Bazı iyon-jet motorları Hall etkisi esasına göre çalışır ve oldukça verimli çalışır.

Hall etkisi, modern akıllı telefonlardaki elektronik pusulaların temelidir.