Senzor Hallovega učinka ali pretvornik Hallovega učinka je integrirani senzor, ki temelji na Hallovem učinku in je sestavljen iz Hallovega elementa in njegovega pomožnega vezja. Hallov senzor se pogosto uporablja v industrijski proizvodnji, transportu in vsakdanjem življenju. Iz notranje zgradbe senzorja Hall ali v procesu uporabe boste ugotovili, da jetrajni magnetje pomemben delovni del. Zakaj so za Hallove senzorje potrebni trajni magneti?
Najprej začnite z načelom delovanja Hallovega senzorja, Hallovim učinkom. Hallov učinek je nekakšen elektromagnetni učinek, ki ga je odkril ameriški fizik Edwin Herbert Hall (1855-1938) leta 1879 pri preučevanju prevodnega mehanizma kovin. Ko tok teče skozi prevodnik pravokotno na zunanje magnetno polje, se nosilec odkloni in pravokotno na smer toka in magnetnega polja se ustvari dodatno električno polje, kar povzroči potencialno razliko na obeh koncih prevodnika. Ta pojav je Hallov učinek, ki mu pravimo tudi Hallova potencialna razlika.
Hallov učinek je v bistvu odklon premikajočih se nabitih delcev, ki jih povzroči Lorentzova sila v magnetnem polju. Ko so nabiti delci (elektroni ali luknje) zaprti v trdnih materialih, ta deformacija povzroči kopičenje pozitivnih in negativnih nabojev v smeri, ki je pravokotna na tok in magnetno polje, in tako tvori dodatno prečno električno polje.
Vemo, da ko se elektroni premikajo v magnetnem polju, nanje deluje Lorentzova sila. Kot zgoraj, poglejmo najprej sliko na levi. Ko se elektron premakne navzgor, se tok, ki ga ustvari, premakne navzdol. No, uporabimo pravilo leve roke, naj linija magnetnega zaznavanja magnetnega polja B (posnetek v zaslon) prodre v dlan, to je, da je dlan obrnjena navzven, in usmerimo štiri prste na trenutno smer, torej štiri točke navzdol. Potem je smer palca smer sile elektrona. Elektroni so prisiljeni v desno, zato se bo naboj v tanki plošči pod delovanjem zunanjega magnetnega polja nagnil na eno stran. Če se elektron nagne v desno, se bo na levi in desni strani oblikovala potencialna razlika. Kot je prikazano na sliki na desni, bo napetost zaznana, če je voltmeter priključen na levo in desno stran. To je osnovno načelo dvoranske indukcije. Zaznana napetost se imenuje Hallova inducirana napetost. Če odstranimo zunanje magnetno polje, Hallova napetost izgine. Če ga predstavlja slika, je Hallov učinek podoben naslednji sliki:
i: smer toka, B: smer zunanjega magnetnega polja, V: Hallova napetost, majhne pike v polju pa lahko obravnavamo kot elektrone.
Iz principa delovanja Hallovega senzorja je razvidno, da je Hallov senzor aktivni senzor, ki za delovanje potrebuje zunanje napajanje in magnetno polje. Glede na zahteve majhne prostornine, majhne teže, majhne porabe energije in priročne uporabe pri uporabi senzorja se za napajanje zunanjega magnetnega polja uporablja preprost trajni magnet namesto kompleksnega elektromagneta. Poleg tega so v glavnih štirih vrstah trajnih magnetovSmCoinNdFeB redka zemljamagneti imajo prednosti, kot so visoke magnetne lastnosti in stabilna delovna stabilnost, kar lahko omogoči visokozmogljivim Hallovim pretvornikom ali senzorjem, da dosežejo natančnost, občutljivost in zanesljive meritve. Zato NdFeB in SmCo uporabljata več kotMagneti za pretvornike s Hallovim učinkom.
Čas objave: 10. september 2021