Hallovi senzorji temeljijo na Hallovem efektu. Hallov efekt je osnovna metoda za preučevanje lastnosti polprevodniških materialov. Hallov koeficient, izmerjen s poskusom Hallovega efekta, lahko določi pomembne parametre, kot so vrsta prevodnosti, koncentracija nosilcev in mobilnost nosilcev polprevodniških materialov.
Klasifikacija
Hallovi senzorji so razdeljeni na linearne Hallove senzorje in preklopne Hallove senzorje.
1. Linearni Hallov senzor je sestavljen iz Hallovega elementa, linearnega ojačevalnika in oddajnika ter oddaja analogno količino.
2. Hallov senzor s stikalom je sestavljen iz regulatorja napetosti, Hallovega elementa, diferencialnega ojačevalnika, Schmittovega sprožilca in izhodne stopnje ter oddaja digitalne količine.
Elementi, izdelani iz polprevodniških materialov, ki temeljijo na Hallovem efektu, se imenujejo Hallovi elementi. Njihove prednosti so občutljivost na magnetna polja, preprosta struktura, majhna velikost, širok frekvenčni odziv, velika nihanja izhodne napetosti in dolga življenjska doba. Zato se pogosto uporabljajo na področju meritev, avtomatizacije, računalništva in informacijske tehnologije.
Mglavna aplikacija
Hallovi senzorji se pogosto uporabljajo kot senzorji položaja, merjenje hitrosti vrtenja, končna stikala in merjenje pretoka. Nekatere naprave delujejo na podlagi Hallovega efekta, kot so Hallovi senzorji toka, Hallova listna stikala in Hallovi senzorji jakosti magnetnega polja. V nadaljevanju so opisani predvsem senzorji položaja, senzorji hitrosti vrtenja in temperaturni ali tlačni senzorji.
1. Senzor položaja
Hallovi senzorji se uporabljajo za zaznavanje drsnega gibanja. Pri tej vrsti senzorjev je med Hallovim elementom in magnetom tesno nadzorovana reža, inducirano magnetno polje pa se spreminja, ko se magnet premika naprej in nazaj v fiksni reži. Ko je element blizu severnega pola, bo polje negativno, ko pa je element blizu južnega pola, bo magnetno polje pozitivno. Ti senzorji se imenujejo tudi senzorji bližine in se uporabljajo za natančno pozicioniranje.
2. Senzor hitrosti
Pri zaznavanju hitrosti je Hallov senzor fiksno nameščen tako, da je obrnjen proti vrtečemu se magnetu. Ta vrteči se magnet ustvarja magnetno polje, potrebno za delovanje senzorja ali Hallovega elementa. Razporeditev vrtečih se magnetov se lahko razlikuje glede na priročnost uporabe. Nekatere od teh razporeditev so z namestitvijo enega samega magneta na gred ali pesto ali z uporabo obročastih magnetov. Hallov senzor odda izhodni impulz vsakič, ko je obrnjen proti magnetu. Poleg tega te impulze krmili procesor, da določi in prikaže hitrost v vrtljajih na minuto. Ti senzorji so lahko digitalni ali linearni analogni izhodni senzorji.
3. Senzor temperature ali tlaka
Hallovi senzorji se lahko uporabljajo tudi kot tlačni in temperaturni senzorji, ti senzorji pa so kombinirani z membrano za odklon tlaka z ustreznimi magneti, magnetni sklop meha pa aktivira Hallov element naprej in nazaj.
Pri merjenju tlaka se meh razteza in krči. Spremembe v mehu povzročijo, da se magnetni sklop premakne bližje Hallovemu elementu. Zato je nastala izhodna napetost sorazmerna z uporabljenim tlakom.
Pri meritvah temperature je meh zatesnjen s plinom z znanimi toplotnimi razteznimi lastnostmi. Ko se komora segreje, se plin v mehu razširi, zaradi česar senzor ustvari napetost, sorazmerno s temperaturo.
Čas objave: 16. november 2022