Halli andur: seade, tööpõhimõte ja eesmärk

Magnethalli andurid on tänapäevastes tingimustes laialt levinud ja neid kasutatakse mitte ainult spetsialiseeritud toodetes, vaid ka tavalistes kodumasinates. Enamik kasutajaid isegi ei kahtlusta, millised tundlikud elemendid näiteks nende telefonis töötavad ja mis neid saab paigaldada mitte ainult elektroonikaseadmetesse, vaid ka sõidukitesse (autosse või mootorratas). Selles artiklis vaatleme Halli anduri struktuuri, tööpõhimõtet ja eesmärki.

Toimimispõhimõte ja tüübid

Andurite kasutamist erinevates seadmetes (eriti tahvelarvutis) seletatakse nende võimega reageerida välja muutustele ja lülituda välja, kui korpuse magnetkate on suletud. Tänu sellele omadusele on need paigaldatud ka pesumasinatesse, võimaldades juhtida trumli pöörlemiskiirust. Lihtsamalt öeldes kasutatakse siin Hall -andurit tahhomeetrina.

Ajalooline viide

Selle elemendi toimimise mõistmiseks on vaja natuke ajalugu. 1879. aastal avastas Ameerika füüsik Hall huvitava nähtuse, mis oli seotud vooluga dirigendi käitumisega magnetväljas. Test näitas, et kui vool lastakse läbi magnetite vahele asetatud vaskplaadi, ilmub selle külgpindadele potentsiaalne erinevus. Tekib loomulik küsimus: kuidas seda pinget kodus kontrollida?

Selgus, et praktikas võib see nii olla mõõta multimeetriga või mis tahes muu seade sobivate piiride piires. Sama saab teha mis tahes sobiva testri või sarnase seadmega.

Arvesti ühendamine kinnitab, et liikuvad elektronid suunatakse magnetvälja mõjul kõrvale (nende liikumissuunaga risti).

Tähtis! Selle kõrvalekalde suurus või potentsiaalne erinevus on võrdeline magnetite "võimsusega" ja plaati läbiva voolu tugevusega.

Selle põhjal jõudis Hall järeldusele, et selline juht on hea vahend magnetvälja mõõtmiseks. Sellel efektil põhineb spetsiaalse tundliku elemendi, mida nimetatakse Halli anduriks, töö. Olles aru saanud, kuidas see igas konkreetses seadmes töötab, võite olla kindel selle tööpõhimõtte lõplikus assimilatsioonis.

Klassifikatsioon

Oluline on mõista, mis on Halli andurid ja millise põhimõtte järgi neid tavaliselt klassifitseeritakse. Vastavalt töö iseärasustele ja vajadustele või otstarbele võib Hall -anduril olla erinevaid kujundusi. Üks sortidest on analoogseadmed, mis toodavad väljundis pidevat signaali.

Erinevalt neist on digitaalsel elemendil ainult kaks diskreetset olekut ("null" ja "üks"). Seda tüüpi seade võib olla ühe- või bipolaarne. Esimene neist käivitub mis tahes polaarsusega välja avastamisel ja lülitub välja, kui see kaob. See tähendab, et unipolaarne digitaalne andur reageerib ainult magnetpinge puudumisele või olemasolule. Ka iga alamliigi kaalutud omadused aitavad mõista, mis see on - Halli andur.

Unipolaarsed andurid lülituvad "ühtsusele" alles siis, kui väli jõuab künnistasemeni ja ei suuda nõrkade pingete korral selle olemasolu kindlaks teha. See omadus on selliste seadmete oluline puudus, mis piirab oluliselt nende rakendusala. Bipolaarne andur käivitatakse, võttes arvesse magnetvälja polaarsust, millest üks lülitab selle sisse ja teine ​​lülitab selle välja.

Selle klassi seadmete tavapärane graafiline tähistus on näidatud alloleval fotol:

Seade ja kasutusnäited

Lihtsaim Hall -anduriga süsteem sisaldab järgmisi elemente:

1. Püsimagnet (selle ülesanne on luua magnetväli).
2. Liigutatav rootor terade või hammastega.
3. Spetsiaalne varras, mis on valmistatud magnetilisest materjalist (magnetiline südamik).
4. Plastikust ümbris.

Lisaks võimaldavad anduri tehnilised omadused kasutada mõõtmisprotsessis osalevaid mikrolülitusi.

Selle seadme tööpõhimõtet on võimalik mõista, kui tutvute Halli anduri mõõtmispiirkonnas sisselülitamise üksikasjaliku skeemiga. Ühendusskeemi ja anduri töö olemust saab esitada järgmiselt:

• Magnetiahela pooltest moodustatud pilus liiguvad metallist rootori labad.
• Kui need pöörlevad, on magnetvoog perioodiliselt manööverdatud.
• Sisseehitatud mikroskeem näeb ette nullinduktsiooniindeksi määramise (nendel hetkedel on pinge selle väljundis maksimaalne).
• Selliste purunemiste sagedust, mida arvutatakse sama mikroskeemi järgi, kasutatakse kontrollitava objekti (näiteks mootorratta mootorivõll) pöörlemiskiiruse hindamiseks.

Et see protsess normaalselt kulgeks, tuleb anduri mõõtmisahelaga ühendamisel arvestada selle proovi pistikuga (see võib olla erinev).

Vaadeldavat skeemi kokku võttes tuleks eeldada, et selle klassi andurid on võimelised mõõtma väntvõlli pöörlemiskiirust mis tahes liikuval sõidukil. Anduri mitmekülgsus, mis ei välista näiteks selle paigaldamist rollerisse, võimaldab Halli andurit kasutada mitte ainult keerulistes tehnikaseadmetes, vaid ka tavalistes kodumasinates.

Kasutamine süütesüsteemides ja pesumasinates

Halli anduri kasutamisel auto süütesüsteemis on võimalik määrata turustaja avanemise hetk. Sel juhul töötab see analoogmuundurina, mis määrab rongisisese toiteallika katkestamise hetke. Selle kasutamine pesumasina töömoodulites põhineb samal põhimõttel, mis võimaldab määrata pesu massi suurenemist trumli pöörlemiskiiruse järgi.

Mõne mõõteseadme näidisesse on paigaldatud saali andurid. Kõige sagedamini on need varustatud kontaktivabade klambritega, mida kasutatakse juhtide voolu mõõtmiseks. Sisseehitatud seade reageerib toitekaabli ümber tekkiva elektromagnetvälja muutustele. Lisaks sobib see e-jalgratta gaasihoovale, võimaldades teil selle pöörlemisnurka juhtida.

Koduses keskkonnas

Arvutiklaviatuurides pakuvad need seadmed kontaktivaba viisi teabe lugemiseks. Andur, mis on majapidamisarvuti jahuti osa, suudab juhtida rootori mähiste polaarsust, see tähendab muuta selle pöörlemissuunda.

Sellise elemendi kasutamisel nutitelefonis tagab see eelkõige seadme väljalülitamise, kui see pannakse "magnetilise" kinnitusega ümbrisesse.

Arvestades Halli andurite rakendusvaldkonda lihtsate sõnadega, võime öelda, et selle kasutamine tehnilises valdkonnas on praktiliselt piiramatu. Elektroonilises disaineris Arduino on näiteks sellise anduriga komplekt, mis võimaldab Halli efekti praktikas illustreerida.

See pole ainus hariv kasutusala, mis aitab algajatel kasutajatel mõista, kuidas ühendada ja kasutada väliandureid.

Kokkuvõtteks märgime, et Halli andurite puudused hõlmavad nende tundlikkust elektromagnetiliste häirete suhtes, mis sageli esinevad tööahelates. Lisaks mõjutab keerukate elektrooniliste moodulite kasutamine seadme kujundamisel teatud määral selle töökindlust, vähendades seda mõnevõrra. Neid anduri puudusi ei peeta selle vigadeks, vaid neid võetakse seadmetega töötamisel lihtsalt arvesse.

Nüüd teate, mis on Halli andur, kuidas see töötab ja miks seda vajate. Loodame, et esitatud teave oli kasulik ja huvitav!

Seotud materjalid:

• Mis on koormusandur ja kuidas see töötab
• Milleks on piirlülitid?
• Mis vahe on vahelduvvoolul ja alalisvoolul?