Эффект и датчик Холла

Эффект Холла был открыт в 1879 году американским ученым Эдвином Гербертом Холлом. Его суть заключается в следующем (см. Рис.1). Если через проводящую пластинку пропускать ток, а перпендикулярно пластинке направить магнитное поле, то в направлении поперечном току (и направлению магнитного поля) на пластинке появится напряжение: Uh = (RhHIsinw) / d, где Rh – коэффициент Холла, зависящий от материала проводника; Н – напряженность магнитного поля; I – ток в проводнике; w – угол между направлением тока и вектором индукции магнитного поля (если w = 90 °, sinw = 1); d – толщина материала.

holl
Рисунок 1 – Эффект Холла

Представьте, что на столе перед вами лежит кусок ведущего проволоки, а магнитное поле направлено перпендикулярно плоскости крышки стола. Если по проводу пропустить ток, магнитное поле заставит заряды внутри проволоки отклоняться в одну сторону (вправо или влево от направления тока, в зависимости от ориентации магнитного поля и полярности зарядов). Смещаясь от направления прямолинейного движения внутри проводника, заряды будут накапливаться в пограничной зоне, пока силы взаимного электростатического отталкивания между ними, возникающих в силу действия закона Кулона, не уравновесят отклоняющую силу воздействия магнитного поля на ток. После этого ток снова потечет прямолинейно, однако на проводнике возникнет разность электрических потенциалов в плоскости, перпендикулярная как направлению тока, так и напрямую силовым линиям магнитного поля, вызванная перераспределением электрических зарядов в плоскости сечения проводника, а величина этой разности потенциалов будет пропорциональна силе тока и напряженности магнитного поля.
Благодаря тому, что выходной эффект определяется произведением двух величин (Н и I), датчики Холла имеют достаточно широкое применение.
Бесконтактные клавишные переключатели на основе эффекта Холла применялись за рубежом довольно широко уже с начала 70-х годов. Преимущества этого переключателя – высокая надежность и долговечность, малые габариты, а недостатки – постоянное потребление энергии и сравнительно высокая стоимость.



Датчик Холла
Датчик Холла – датчик магнитного поля или датчик Холла, работающий на эффекте Холла, суть которого заключается в том, что при помещении в магнитное поле некоторого проводника с постоянным током, в этом проводнике возникает поперечная разность потенциалов. Также называемая холловского напряжением.

Hall_sensor
Рисунок 2 – Датчик Холла

Применение
Например, бесконтактные конечные выключатели. Причем, в отличие от герконов, датчики Холла почти вечные – там нет ни одной движущейся части.
А если соединить датчик с магнитом и подсунуть ему шестерню, что будет замыкать через себя магнитный поток, то можно легко получить датчик скорости вращения. Когда зубец будет ближе к датчику, то сопротивление магнитному потоку будет ниже, а значит и его сила будет больше. А на мижзубцових промежутках все наоборот. В результате, на выходе датчика будут импульсы сходны с формой зубьев шестерни, а уже посчитать их не трудно.

hall_prim
Рисунок 3 – Применение датчика Холла



Оставить ответ

Обязательные поля помечены*

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.