حسگرهای هال بر اساس اثر هال ساخته شده‌اند. اثر هال یک روش اساسی برای مطالعه خواص مواد نیمه‌هادی است. ضریب هال اندازه‌گیری شده توسط آزمایش اثر هال می‌تواند پارامترهای مهمی مانند نوع رسانایی، غلظت حامل و تحرک حامل مواد نیمه‌هادی را تعیین کند.
طبقه‌بندی
سنسورهای هال به سنسورهای هال خطی و سنسورهای هال سوئیچینگ تقسیم می‌شوند.
۱. حسگر اثر هال خطی از عنصر اثر هال، تقویت‌کننده خطی و دنبال‌کننده‌ی امیتر تشکیل شده است و کمیت آنالوگ را خروجی می‌دهد.
۲. حسگر هال از نوع سوئیچینگ از یک رگولاتور ولتاژ، یک المان هال، یک تقویت‌کننده تفاضلی، یک اشمیت تریگر و یک طبقه خروجی تشکیل شده است و کمیت‌های دیجیتال را خروجی می‌دهد.
عناصر ساخته شده از مواد نیمه هادی بر اساس اثر هال، عناصر هال نامیده می‌شوند. این عناصر دارای مزایایی از جمله حساسیت به میدان‌های مغناطیسی، ساختار ساده، اندازه کوچک، پاسخ فرکانسی گسترده، تغییرات زیاد ولتاژ خروجی و طول عمر بالا هستند. بنابراین، به طور گسترده در زمینه‌های اندازه‌گیری، اتوماسیون، کامپیوتر و فناوری اطلاعات مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
Mبرنامه ain
سنسورهای اثر هال به طور گسترده به عنوان سنسورهای موقعیت، اندازه‌گیری سرعت چرخش، سوئیچ‌های محدودکننده و اندازه‌گیری جریان استفاده می‌شوند. برخی از دستگاه‌ها بر اساس اثر هال کار می‌کنند، مانند سنسورهای جریان اثر هال، سوئیچ‌های صفحه‌ای اثر هال و سنسورهای شدت میدان مغناطیسی اثر هال. در ادامه، سنسور موقعیت، سنسور سرعت چرخش و سنسور دما یا فشار به طور عمده شرح داده می‌شوند.
۱. حسگر موقعیت
سنسورهای اثر هال برای حس کردن حرکت لغزشی استفاده می‌شوند، در این نوع سنسور، یک فاصله‌ی کاملاً کنترل‌شده بین عنصر هال و آهنربا وجود خواهد داشت و میدان مغناطیسی القایی با حرکت آهنربا به جلو و عقب در فاصله‌ی ثابت تغییر خواهد کرد. وقتی عنصر نزدیک قطب شمال باشد، میدان منفی و وقتی عنصر نزدیک قطب جنوب باشد، میدان مغناطیسی مثبت خواهد بود. این سنسورها، سنسورهای مجاورتی نیز نامیده می‌شوند و برای موقعیت‌یابی دقیق استفاده می‌شوند.
۲. سنسور سرعت
در سنجش سرعت، حسگر اثر هال به صورت ثابت رو به روی آهنربای چرخان قرار می‌گیرد. این آهنربای چرخان، میدان مغناطیسی مورد نیاز برای عملکرد حسگر یا عنصر هال را تولید می‌کند. چیدمان آهنرباهای چرخان می‌تواند بسته به کاربرد، متفاوت باشد. برخی از این چیدمان‌ها با نصب یک آهنربای تکی روی شفت یا هاب یا با استفاده از آهنرباهای حلقه‌ای انجام می‌شود. حسگر هال هر بار که رو به آهنربا قرار می‌گیرد، یک پالس خروجی منتشر می‌کند. علاوه بر این، این پالس‌ها توسط پردازنده کنترل می‌شوند تا سرعت را بر حسب دور در دقیقه تعیین و نمایش دهند. این حسگرها می‌توانند حسگرهای خروجی آنالوگ دیجیتال یا خطی باشند.
۳. سنسور دما یا فشار
سنسورهای اثر هال همچنین می‌توانند به عنوان سنسورهای فشار و دما مورد استفاده قرار گیرند، این سنسورها با یک دیافراگم منحرف کننده فشار با آهنرباهای مناسب ترکیب می‌شوند و مجموعه مغناطیسی کاسه نمد، عنصر اثر هال را به جلو و عقب حرکت می‌دهد.
در مورد اندازه‌گیری فشار، کاسه نمدها در معرض انبساط و انقباض قرار دارند. تغییرات در کاسه نمدها باعث می‌شود که مجموعه مغناطیسی به عنصر اثر هال نزدیک‌تر شود. بنابراین، ولتاژ خروجی حاصل متناسب با فشار اعمال شده است.
در مورد اندازه‌گیری دما، مجموعه‌ی بیلوز با گازی با مشخصات انبساط حرارتی شناخته شده آب‌بندی می‌شود. هنگامی که محفظه گرم می‌شود، گاز داخل بیلوز منبسط می‌شود که باعث می‌شود سنسور ولتاژی متناسب با دما تولید کند.
زمان ارسال: ۱۶ نوامبر ۲۰۲۲