חיישן אולם: מכשיר, עקרון הפעולה והמטרה

חיישני הול מגנטיים נפוצים בתנאים מודרניים ומשמשים לא רק במוצרים מיוחדים, אלא גם במכשירי חשמל ביתיים רגילים. רוב המשתמשים אפילו לא חושדים אילו אלמנטים רגישים עובדים בטלפון שלהם, למשל, ומה ניתן להתקין אותם לא רק בציוד אלקטרוני, אלא גם ברכבים (במכונית או אופנוע). במאמר זה נבחן את המבנה, עקרון הפעולה ומטרת חיישן האולם.

עקרון הפעולה והסוגים

השימוש בחיישנים במכשירים שונים (בטאבלט, בפרט) מוסבר ביכולתם להגיב לשינויי שדה ולהיכבות כאשר המכסה המגנטי של המארז סגור. הודות לנכס זה, הם מותקנים גם במכונות כביסה, המאפשרים לך לשלוט על מהירות סיבוב התוף. במילים פשוטות, כאן חיישן האולם משמש כספומטומטר.

התייחסות היסטורית

כדי להבין כיצד עובד אלמנט זה, נדרשת מעט היסטוריה. בשנת 1879 גילה הפיזיקאי האמריקאי הול תופעה מעניינת הקשורה להתנהגותו של מוליך בעל זרם בשדה מגנטי. הבדיקה הראתה שאם זרם מועבר דרך צלחת נחושת הממוקמת בין המגנטים, אז הבדל פוטנציאלי מופיע על פניו הרוחביים. נשאלת שאלה טבעית: כיצד לבדוק את המתח הזה בבית?

התברר שבפועל זה יכול להיות למדוד עם מולטימטר או כל מכשיר אחר בגבולות המתאימים. אותו הדבר ניתן לעשות עם כל בודק מתאים או מכשיר דומה.

חיבור המונה מאשר כי האלקטרונים הנעים בהשפעת השדה המגנטי מופנים הצידה (בניצב לכיוון תנועתם).

חָשׁוּב! גודל הסטייה או ההבדל הפוטנציאלי הזה פרופורציונאלי ל"עוצמה "של המגנטים ולעוצמת הזרם דרך הלוח.

על בסיס זה, הסיק הול כי מנצח כזה הוא אמצעי טוב למדידת השדה המגנטי. ההפעלה של אלמנט רגיש מיוחד הנקרא חיישן הול מבוססת על אפקט זה. לאחר שהבנת כיצד הוא פועל בכל מכשיר ספציפי, תוכל להיות בטוח בהטמעה הסופית של עקרון הפעולה שלו.

מִיוּן

חשוב להבין מהם חיישני הול, ועל פי איזה עיקרון הם מסווגים בדרך כלל. על פי מוזרויות העבודה ולמה היא נחוצה או למטרה, לחיישן האולם יכולים להיות עיצובים שונים. אחד הזנים הוא מכשירים אנלוגיים המייצרים אות רציף ביציאה.

בניגוד אליהם, לאלמנט דיגיטלי יש רק שני מצבים נפרדים ("אפס" ו"אחד "). סוג זה של מכשיר יכול להיות חד קוטבי או דו קוטבי. הראשון מהם מופעל כאשר שדה בעל קוטביות כלשהוא מתגלה ומכבה כאשר הוא נעלם. כלומר, החיישן הדיגיטלי החד קוטבי מגיב רק להיעדר או להימצאות של מתח מגנטי. המאפיינים הנחשבים של כל אחד מתת -המינים עוזרים גם להבין במה מדובר - חיישן הול.

חיישנים חד קוטביים עוברים ל"אחדות "רק כאשר השדה מגיע לרמת סף ואינם מסוגלים לקבוע את נוכחותו במתח חלש. נכס זה מהווה חסרון משמעותי של מכשירים כאלה, דבר המגביל באופן משמעותי את היקף היישום שלהם. החיישן הדו קוטבי מופעל תוך התחשבות בקוטביות של השדה המגנטי, אחד מהם מדליק אותו והשני מכבה אותו.

הייעוד הגרפי המקובל של מכשירים מסוג זה מוצג בתמונה למטה:

מכשיר ודוגמאות שימוש

המערכת הפשוטה ביותר עם חיישן הול כוללת את האלמנטים הבאים:

1. מגנט קבוע (תפקידו ליצור שדה מגנטי).
2. רוטור נייד עם להבים או שיניים.
3. מוט מיוחד העשוי מחומר מגנטי (ליבה מגנטית).
4. מארז פלסטיק.

בנוסף, המאפיינים הטכניים של החיישן מספקים שימוש במעגלים מיקרו המעורבים בתהליך המדידה.

אפשר להבין את עקרון הפעולה של מכשיר זה אם אתה מכיר את התרשים המפורט של הפעלת חיישן האולם באזור המדידה. ניתן להציג את תרשים החיבור ואת מהות פעולת החיישן כדלקמן:

• בפער שנוצר על ידי חצאי המעגל המגנטי, להבי הרוטור המתכתיים נעים.
• כאשר הם מסתובבים, השטף המגנטי נדחק מעת לעת.
• מעגל המיקרו המובנה מספק קביעת מדד אינדוקציה אפס (ברגעים אלה המתח ביציאה שלו הוא מרבי).
• תדירות ההתפרצויות הללו, המחושבת על ידי אותו מעגל מיקרו, משמשת לשיפוט מהירות הסיבוב של האובייקט הנשלט (פיר המנוע באופנוע, למשל).

על מנת שתהליך זה ימשיך כרגיל, כאשר החיישן מחובר למעגל המדידה, יש לקחת בחשבון את האפשרות של מדגם זה (זה יכול להיות שונה).

בסיכום התוכנית הנחשבת, יש להניח שחיישנים מסוג זה מסוגלים למדוד את מהירות סיבוב גל הארכובה של כל רכב נע. הרבגוניות של החיישן, שאינה שוללת את אפשרות ההתקנה שלו בקטנוע, למשל, מאפשרת להשתמש בחיישן הול לא רק במכשירים טכניים מורכבים, אלא גם במכשירי חשמל ביתיים רגילים.

יישום במערכות הצתה ומכונות כביסה

בעת שימוש בחיישן הול במערכת ההצתה של מכונית, ניתן להשתמש בו כדי לתעד את הרגע שבו המפיץ נפתח. במקרה זה, הוא פועל כממיר אנלוגי, הקובע את רגע ההפרעה של אספקת החשמל המשולבת. השימוש בו במודולי העבודה של מכונת הכביסה מבוסס על אותו עיקרון, המאפשר לקבוע את עליית משקל הכביסה במהירות סיבוב התוף.

חיישני אולם מותקנים בכמה דוגמאות של ציוד מדידה. לרוב, הם מצוידים מלחציים ללא מגע המשמשים למדידת זרם במוליכים. המכשיר המובנה מגיב לשינויים בשדה האלקטרומגנטי הנוצר סביב כבל החשמל. בנוסף, הוא מתאים לידית המצערת של אופניים אלקטרוניים, ומאפשרת לך לשלוט בזווית הסיבוב שלו.

בסביבה ביתית

במקלדות מחשב, התקנים אלה מספקים דרך לקרוא מידע ללא מגע. החיישן, המהווה חלק מהצידנית של מחשב ביתי, מסוגל לשלוט על הקוטביות של פיתולי הרוטור, כלומר לשנות את כיוון הסיבוב שלו.

בעת שימוש באלמנט כזה בסמארטפון, בפרט, הוא מבטיח כי המכשיר יכבה כאשר הוא ממוקם במארז עם מהדק "מגנטי".

בהתחשב בתחום היישום של חיישני הול במילים פשוטות, אנו יכולים לומר כי השימוש בו בתחום הטכני הוא כמעט בלתי מוגבל. במעצב האלקטרוני ארדואינו, למשל, יש סט עם חיישן כזה, המאפשר להמחיש את אפקט הול בפועל.

זהו אינו מקרה החינוך היחיד המסייע למשתמשים מתחילים להבין כיצד לחבר ולהשתמש בחיישני שטח.

לסיכום, נציין כי החסרונות של חיישני הול כוללים את הרגישות שלהם להפרעות אלקטרומגנטיות, המתרחשות לעתים קרובות במעגלי עבודה. בנוסף, השימוש במודולים אלקטרוניים מורכבים בעיצוב המכשיר משפיע במידה מסוימת על האמינות שלו, ומקטין אותו במקצת. חסרונות אלה של החיישן אינם נחשבים כליקויים שלו, אלא פשוט נלקחים בחשבון בעת ​​עבודה עם הציוד.

עכשיו אתה יודע מהו חיישן הול, כיצד הוא עובד ולמה אתה צריך אותו. אנו מקווים שהמידע שניתן היה שימושי ומעניין!

חומרים קשורים:

• מהו תא עומס וכיצד הוא פועל
• למה מיועדים מתגי גבול?
• מה ההבדל בין זרם חילופין לזרם ישיר