عمل مستشعر تأثير القاعة وتطبيقاته.

جرب أداة القضاء على المشاكل





اكتشف إدوين هول جهد القاعة في عام 1879. يرجع تأثير هول إلى طبيعة التيار في الموصل. استخدمت العديد من الاختراعات نظرية تأثير هول. تستخدم هذه النظرية أيضًا في الوقت الحالي مجسات ، مستشعرات الضغط ، مستشعرات تدفق السوائل ، إلخ ... أحد هذه الاختراعات التي يمكنها قياس المجال المغناطيسي هو مستشعر Hall Effect.

تعريف مستشعر تأثير القاعة

مستشعرات تأثير هول هي الخطية محولات الطاقة التي تستخدم لقياس حجم المجال المغناطيسي. تعمل هذه المستشعرات على مبدأ Hall Effect ، وتولد جهد Hall عند اكتشاف مجال مغناطيسي ، والذي يستخدم لقياس كثافة التدفق المغناطيسي.




يمكن لأجهزة الاستشعار الخطية قياس مجموعة واسعة من المجالات المغناطيسية. إلى جانب المجالات المغناطيسية ، تُستخدم هذه المستشعرات أيضًا للكشف عن القرب والموضع والسرعة. بالنسبة لهذه المستشعرات ، يتناسب جهد الخرج طرديًا مع حجم المجال المغناطيسي.

مبدأ عمل مستشعر تأثير القاعة

يتم استخدام مبدأ جهد القاعة كمبدأ عمل لمستشعر Hall Effect. على شريط رفيع من الموصل ، تتدفق الإلكترونات في خط مستقيم عند توصيل الكهرباء. عندما يتلامس هذا الموصل المشحون مع المجال المغناطيسي الذي يكون في اتجاه عمودي لحركة الإلكترونات ، تنحرف الإلكترونات.



يتم تجميع بعض الإلكترونات من جانب والبعض الآخر على جانب آخر. نتيجة لذلك ، يتصرف أحد مستويي الموصل بشحنة سالبة بينما يتصرف الآخر بشحنة موجبة. هذا يخلق فرق الجهد ويتولد الجهد. يسمى هذا الجهد بجهد القاعة.

تستمر الإلكترونات في التحرك من جانب واحد من المستوى إلى آخر حتى يتحقق التوازن بين القوة المطبقة على الجسيمات المشحونة بسبب المجال الكهربائي والقوة التي تسببت في التدفق المغناطيسي الذي تسبب في هذا التغيير. عندما يتوقف هذا الفصل ، فإن قيمة جهد القاعة في تلك اللحظة تعطي مقياسًا لكثافة التدفق المغناطيسي.


دائرة مستشعر تأثير القاعة

دائرة مستشعر تأثير القاعة

بناءً على العلاقة بين جهد القاعة وكثافة التدفق المغناطيسي ، فإن مستشعرات Hall Effect من نوعين. في المستشعر الخطي ، يرتبط جهد الخرج خطيًا بكثافة التدفق المغناطيسي. في مستشعر العتبة ، عند كل كثافة تدفق مغناطيسي ، سينخفض ​​جهد الخرج بشكل حاد.

يمكن اعتبار مستشعرات تأثير القاعة محولات طاقة خطية. لمعالجة خرج المستشعر ، يتطلب ذلك دائرة خطية يمكن أن توفر تيارًا ثابتًا للقيادة لأجهزة الاستشعار وتضخم أيضًا إشارة الخرج.

تطبيقات مستشعر تأثير القاعة

تطبيقات مجسات تأثير هول هي كما يلي:

  • عند دمجها مع اكتشاف العتبة ، فإنها تعمل كمفتاح.
  • يتم استخدامها في تطبيقات فائقة الموثوقية مثل لوحات المفاتيح.
  • تستخدم مستشعرات Hall Effect لتوقيت سرعة العجلات والأعمدة.
  • تستخدم هذه للكشف عن موضع المغناطيس الدائم في محركات DC كهربائية بدون فرش.
  • يتم تضمين مستشعرات Hall Effect في الأجهزة الإلكترونية الرقمية جنبًا إلى جنب مع المحولات الخطية.
  • استشعار وجود المجال المغناطيسي في التطبيقات الصناعية.
  • يُستخدم في الهاتف الذكي للتحقق مما إذا كان ملحق الغطاء القابل للطي مغلقًا.
  • لقياس التيار المستمر في المحولات الحالية بدون تلامس ، يتم استخدام مستشعر Hall Effect.
  • يستخدم هذا كجهاز استشعار لاكتشاف مستويات الوقود في السيارات.

أمثلة

بعض الأمثلة على تطبيق مستشعرات Hall Effect هي الحالية محولات ، استشعار الموضع ، ملحقات Galaxy S4 ، مفتاح لوحة المفاتيح ، أجهزة الكمبيوتر ، استشعار القرب ، كشف السرعة ، تطبيقات الاستشعار الحالية ، أجهزة قياس سرعة الدوران ، أنظمة الكبح المانعة للانغلاق ، مقياس المغناطيسية ومحركات التيار المستمر ومحركات الأقراص إلخ ...

مجسات تأثير هول متوفرة في شكل مختلف IC 'س. تحتوي العديد من مستشعرات Hall Effect في السوق على عنصر مستشعر جنبًا إلى جنب مع مكبر صوت IC عالي الكسب. هذه آمنة من التغيرات البيئية بسبب عبواتها الواقية. أي من مستشعرات Hall Effect IC استخدمته؟