600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Как работают датчики на эффекте Холла и где они используются в приложениях для определения движения?

Преобразователи частоты

Эффект Холла — это результат действия силы Лоренца.

Когда по тонкому проводнику (или полупроводнику) проходит постоянный ток, и магнит расположен так, что его магнитное поле проходит перпендикулярно этому току, магнитное поле тока реагирует на магнитное поле постоянного магнита, заставляя электроны, протекающие по проводнику, притягиваться к нему. одна сторона проводника, обусловленная силой Лоренца. Это создает в проводнике разность потенциалов, называемую напряжением Холла. Величина напряжения Холла пропорциональна напряженности магнитного поля.

То Сила Лоренца это сила, которую испытывает частица под действием электрического и магнитного полей.

Эффект Холла используется в датчиках, где результирующее напряжение Холла может указывать на наличие, отсутствие или напряженность магнитного поля. Хотя датчики Холла работают за счет обнаружения магнитного поля, они могут использоваться для измерения широкого спектра параметров, включая положение, температуру, ток и давление.

Датчики с эффектом Холла обычно делятся на две категории: цифровые датчики с эффектом Холла, которые включают переключатели с эффектом Холла и защелки с эффектом Холла, и аналоговые датчики с эффектом Холла.

Переключатели на эффекте Холла, также называемые однополярными датчиками, обнаруживают наличие (или отсутствие) магнитного поля по сравнению с заранее определенным пороговым значением магнитного потока. При обнаружении подходящего магнитного поля переключатель включается (замыкается), а когда поле снимается, переключатель выключается (размыкается). Датчики приближения широко применяются для переключателей с эффектом Холла.

Принцип действия защелки с эффектом Холла, также называемой биполярным датчиком, аналогичен переключателю, но защелка включается (закрывается) при приложении положительного магнитного поля и остается включенным даже если поле удалено. И наоборот, защелка выключается (открывается) при приложении отрицательного магнитного поля и остается выключенным даже если поле удалено. Защелки с эффектом Холла обычно используются в бесщеточных двигателях постоянного тока (BLDC) для определение положения ротора для правильной коммутации.

Цифровые датчики с эффектом Холла включают в себя Триггер Шмитта — схема, которая регулирует порог переключения на немного более высокую точку на переднем крае сигнала и на немного более низкую точку на переднем крае сигнала. Разница между этими точками переключения называется гистерезисом и гарантирует, что переключатель не будет колебаться или включаться и выключаться из-за шума во входном сигнале.

Аналоговые, или линейные, датчики на эффекте Холла вырабатывают непрерывное выходное напряжение, пропорциональное плотности магнитного потока (напряженности магнитного поля), что делает их пригодными для измерения положения и перемещения. На самом деле, многие магнитные поворотные энкодеры используйте линейные датчики с эффектом Холла. Однако взаимодействие протекающего тока и магнитного поля создает очень малое напряжение Холла, поэтому линейные датчики Холла обычно включают усилитель для увеличения выходного напряжения наряду с другой электроникой формирования сигнала для улучшения отклика датчика и компенсации температурных эффектов.

Устройства с эффектом Холла являются отличными чувствительными элементами, поскольку они полностью бесконтактны и не имеют движущихся частей, что обеспечивает им длительный срок службы. И они могут работать на высоких скоростях и частотах переключения с превосходной повторяемостью.

Автор изображения: Texas Instruments