Hallovy senzory jsou široce používány v moderních elektronických řídicích systémech instalovaných v různých typech zařízení (foto níže).
S jejich pomocí je možné realizovat řadu funkcí, které usnadňují práci se zařízeními a stroji. Proto je tak důležité pochopit, o co jde, a porozumět principu fungování.
Princip činnosti
Hallovy senzory (nebo polohové senzory) jsou citlivé prvky, které reagují na velikost magnetického pole působícího na ně. Je pohodlnější představit jejich práci ve formě řady států popsaných níže:
- Když elektrický proud prochází deskou senzoru, elektrony se pohybují ve svém vodivém těle v přímé linii (podél podélné osy).
- Pokud na něj začne působit vnější magnetické pole, pak jsou podle Lorentzova zákona náboje ovlivněny příčnými silami.
- V tomto případě jsou negativně nabité částice vychýleny na jednu stranu desky a otvory zbývající na jejich místě se hromadí na druhé.
- To vytváří potenciální rozdíl na bočních plochách snímače.
- Je přímo úměrná síle aplikovaného magnetického pole.
Dodatečné informace: Odborníci tento účinek stručně interpretují takto: je-li vodič stejnosměrného proudu umístěn do vnějšího magnetického pole, objeví se v něm rozdíl příčného potenciálu.
Posledně jmenované se nazývá Hallovo napětí, které slouží k odhadu velikosti pole aplikovaného zvenčí.
Druhy a oblasti použití
Existují dva typy Hallovy senzory: digitální a analogové. První reagují na přítomnost nebo nepřítomnost magnetického pole. Když jeho intenzita dosáhne určité úrovně, generuje senzor signál („jeden“). Pokud není dosaženo limitu, je to vnímáno jako jeho nepřítomnost nebo nulová úroveň. Nevýhody senzorů tohoto typu mají mrtvou zónu, kde parametr zájmu uživatele není kontrolované. Analogový senzor pracuje na lineárním principu a nepřetržitě převádí sílu magnetického pole na potenciální rozdíl.
Seznam možných aplikací Hallova jevu je poměrně dlouhý. Senzory vytvořené na jeho základě se používají v různých zařízeních, kde je nutné měřit a řídit intenzitu pole e / m a velikost proudu ve vodiči. Na rozdíl od jiných typů měřičů (například transformátory proudu) měří také stejnosměrný proud. Hallův efekt je široce používán v elektrických motorech a v automobilové elektronice (zejména v zapalovacích systémech).
Praktický příklad
Nejjednodušší Hallův senzor, představený v jedné z možných verzí, se skládá z následujících hlavních komponent:
- Stálý magnet.
- Stínící rotor s pracovními drážkami.
- Samotný snímací prvek s olověnými dráty (foto níže).
Činnost takového zařízení je založena na principu posunu magnetického toku pomocí síta rotujícího rotoru. Podle velikosti generovaného proudu lze odhadnout otáčky motoru.