Датчики Холла широко используются в современных системах электронного управления, устанавливаемых в различных образцах оборудования (фото ниже).
С их помощью удается реализовать целый ряд функций, облегчающих работу с устройствами и автоматами. Поэтому так важно разобраться в том, что они собой представляют и понять принцип действия.
Принцип работы
Датчики Холла (или датчики положения) – это чувствительные элементы, реагирующие на величину воздействующего на них магнитного поля. Их работу удобнее представить в виде ряда состояний, описанных ниже:
- При прохождении электрического тока через пластину датчика электроны движутся в его проводящем теле по прямой линии (вдоль продольной оси).
- Если на нее начинает воздействовать внешнее магнитное поле, то согласно закону Лоренца заряды испытывают воздействие поперечных сил.
- При этом отрицательно заряженные частицы отклоняются к одной стороне пластины, а оставшиеся на их месте дырки скапливаются у другой.
- Благодаря этому на боковых поверхностях датчика образуется разность потенциалов.
- Она прямо пропорциональна напряженности приложенного магнитного пол
Дополнительная информация: Специалисты кратко трактуют этот эффект так: если проводник с постоянным током поместить во внешнее магнитное поле, то в нем появится поперечная разность потенциалов.
Последняя и называется напряжением Холла, служащим для оценки величины приложенного извне поля.
Виды и области применения
Известны два вида датчиков Холла: цифровые и аналоговые. Первые реагируют на наличие или отсутствие магнитного поля. При достижении его напряженностью определенного уровня сенсор вырабатывает сигнал ("единичку"). Если предел не достигнут – это воспринимается как его отсутствие или нулевой уровень К недостаткам датчиков этого типа относят наличие у них зона нечувствительности, где интересующий пользователя параметр не контролируется. Аналоговый датчик работает по линейному принципу, непрерывно преобразуя напряженность магнитного поля в разность потенциалов.
Перечень возможных применений эффекта Холла довольно велик. Датчики, созданные на его основе используются в самых различных устройствах, где требуется измерять и контролировать напряженность э/м поля и величину тока в проводнике. В отличие от других типов измерителей (трансформаторов тока, например) они позволяют измерять и постоянный ток. Эффект Холла широко используется в электродвигателях и в автомобильной электронике (в системах зажигания, в частности).
Пример практического использования
Простейший датчик Холла, представленный в одном из возможных исполнений, состоит из следующих основных компонентов:
- Постоянный магнит.
- Экранирующий ротор с рабочими прорезями.
- Сам чувствительный элемент с подводящими проводами (фото ниже).
Работа такого устройства основана на принципе шунтирования магнитного потока экраном вращающегося ротора. По величине вырабатываемого тока можно оценивать частоту вращения двигателя.
