Czujnik Halla - co to jest?
Czujniki Halla cieszą się niezwykłą popularnością w domowych i przemysłowych urządzeniach, trudno sobie wyobrazić bez nich sterowanie wieloma procesami technologicznymi. Ze względu na swoją prostą konstrukcję są trwałe i niezawodne, a jednocześnie zapewniają wysoką jakość pomiarów. Co ciekawe, pierwsze doświadczenia z tymi czujnikami były przeprowadzane już w roku 1879, bo wtedy właśnie Edwin Herbert Hall badał, jak się będzie zachowywać złota folia w polu magnetycznym. Jednak przełomowe okazały się badania z połowy ubiegłego wieku, gdy zaczęto wykorzystywać półprzewodniki. Kolejne materiały i kolejne technologie produkcji zaowocowały tym, że zaczęła być możliwa masowa produkcja, na akceptowalnym przez przemysł poziomie cenowym. Obecnie czujniki te są oferowane wraz z całym niezbędnym wyposażeniem, a producenci dokładnie je kalibrują przed wprowadzeniem do obrotu.
Zasada działania czujnika Halla
Zjawisko Halla polega na tym, że w materiale przewodzącym prąd elektryczny, umieszczonym w polu magnetycznym, powstaje napięcie. Jeżeli wektor strumienia magnetycznego pada prostopadle do powierzchni czujnika, to wtedy napięcie jest najwyższe. Jego wartość można obliczyć jako iloczyn indukcji magnetycznej oraz czułości magnetycznej materiału. Jeżeli strumień magnetyczny pada pod innym kątem, to wtedy wartość napięcia będzie zależna od sinusa tego kąta. Jednak samo powstanie napięcia wymaga zastosowania jakiegoś układu, który go będzie mierzył i przetwarzał. Niektóre modele czujników są łączone z innymi obwodami, na przykład woltomierzami, wzmacniaczami czy przetwornikami. Inne sprzedaje się jako kompletne urządzenia, i producent dołącza wtedy niezbędny osprzęt. Duża różnorodność tych czujników sprawia, że bez problemów można je dobrać do konkretnych rozwiązań.
Czujniki Halla w praktyce
Czujniki Halla przede wszystkim wykorzystywane są w przemyśle. Wprawdzie na rynku jest dostępny szereg innych urządzeń mogących mierzyć dane wartości, jednak albo nie posiadają one wystarczającej dokładności, albo ich użycie jest zbyt kosztowne. Przede wszystkim czujników opartych na zjawisku Halla używa się do mierzenia pola magnetycznego oraz położenia obiektów, które poruszają się ruchem obrotowym lub posuwistym. Co ważne, mogą być one stosowane zarówno w standardowych urządzeniach, jak również wymagających bardzo precyzyjnego, dokładnego pomiaru. Producenci czujników są bowiem w stanie zaprojektować i wykonać je w taki sposób, żeby spełniały wszystkie oczekiwania. Także jeśli chodzi o kształt, bo tu też jest spora różnorodność. Modele poprzeczne, w kształcie prostokąta, świetnie sprawdzają się w pomiarach na powierzchni czy w szczelinach. Z kolei wersje osiowe znajdują zastosowanie przede wszystkim w różnego rodzaju otworach.
Źródła:
Tagi:
poniedziałek 2020-11-02T18:00:00