درباره سنسورهای سالن: طبقه بندی و کاربردها

سنسورهای هال بر اساس اثر هال هستند. اثر هال یک روش اساسی برای مطالعه خواص مواد نیمه هادی است. ضریب هال اندازه گیری شده توسط آزمایش اثر هال می تواند پارامترهای مهمی مانند نوع هدایت، غلظت حامل و تحرک حامل مواد نیمه هادی را تعیین کند.

طبقه بندی

سنسورهای هال به سنسورهای هال خطی و سنسورهای هال سوئیچینگ تقسیم می شوند.

1. سنسور هال خطی از عنصر هال، تقویت کننده خطی و دنبال کننده امیتر تشکیل شده است و کمیت آنالوگ را خروجی می دهد.

2. سنسور هال نوع سوئیچ از یک تنظیم کننده ولتاژ، یک عنصر هال، یک تقویت کننده دیفرانسیل، یک ماشه اشمیت و یک مرحله خروجی تشکیل شده است و کمیت های دیجیتال را خروجی می دهد.

عناصر ساخته شده از مواد نیمه هادی بر اساس اثر هال، عناصر هال نامیده می شوند. دارای مزایای حساس بودن به میدان های مغناطیسی، ساختار ساده، اندازه کوچک، پاسخ فرکانسی گسترده، تغییرات ولتاژ خروجی زیاد و عمر طولانی است. از این رو در زمینه های اندازه گیری، اتوماسیون، کامپیوتر و فناوری اطلاعات بسیار مورد استفاده قرار گرفته است.

Mیک برنامه کاربردی

سنسورهای اثر هال به طور گسترده ای به عنوان سنسورهای موقعیت، اندازه گیری سرعت چرخشی، سوئیچ های محدود و اندازه گیری جریان استفاده می شوند. برخی از دستگاه ها بر اساس اثر هال کار می کنند، مانند سنسورهای جریان اثر هال، سوئیچ های برگ اثر هال و سنسورهای قدرت میدان مغناطیسی اثر هال. در مرحله بعد، سنسور موقعیت، سنسور سرعت چرخشی و سنسور دما یا فشار به طور عمده توضیح داده می شود.

1. سنسور موقعیت

از سنسورهای جلوه هال برای حس کردن حرکت لغزشی استفاده می شود، در این نوع سنسور یک شکاف کاملاً کنترل شده بین عنصر سالن و آهنربا وجود خواهد داشت و با حرکت آهنربا به جلو و عقب در شکاف ثابت، میدان مغناطیسی القایی تغییر می کند. وقتی عنصر نزدیک قطب شمال باشد میدان منفی و وقتی عنصر نزدیک قطب جنوب باشد میدان مغناطیسی مثبت خواهد بود. به این سنسورها حسگر مجاورتی نیز گفته می شود و برای موقعیت یابی دقیق استفاده می شود.

2. سنسور سرعت

در سنجش سرعت، سنسور اثر هال به طور ثابت رو به آهنربا در حال چرخش قرار می گیرد. این آهنربای دوار میدان مغناطیسی مورد نیاز برای کارکرد حسگر یا عنصر هال را تولید می کند. چیدمان آهنرباهای دوار بسته به راحتی کاربرد می تواند متفاوت باشد. برخی از این ترتیبات با نصب یک آهنربا بر روی شفت یا توپی یا با استفاده از آهنرباهای حلقه ای است. سنسور هال هر بار که رو به آهنربا می شود یک پالس خروجی ساطع می کند. علاوه بر این، این پالس ها توسط پردازنده برای تعیین و نمایش سرعت در RPM کنترل می شوند. این سنسورها می توانند سنسورهای خروجی آنالوگ دیجیتال یا خطی باشند.

3. سنسور دما یا فشار

از سنسورهای اثر هال می توان به عنوان سنسور فشار و دما نیز استفاده کرد، این سنسورها با یک دیافراگم منحرف کننده فشار با آهنرباهای مناسب ترکیب می شوند و مجموعه مغناطیسی دم، عنصر اثر هال را به جلو و عقب فعال می کند.

در مورد اندازه‌گیری فشار، دم‌ها در معرض انبساط و انقباض هستند. تغییرات در دم باعث نزدیک شدن مجموعه مغناطیسی به عنصر جلوه هال می شود. بنابراین، ولتاژ خروجی حاصل متناسب با فشار اعمال شده است.

در مورد اندازه گیری دما، مونتاژ دم با گازی با ویژگی های انبساط حرارتی شناخته شده آب بندی می شود. هنگامی که محفظه گرم می شود، گاز داخل دم منبسط می شود که باعث می شود سنسور ولتاژی متناسب با دما تولید کند.