Эффект холла принцип работы, объяснение теории, формула

Формула эффекта Холла

Вот некоторые математические выражения, которые широко используются в вычислениях эффекта Холла:


Напряжение Холла

Напряжение Холла представлено V H. Формула для напряжения Холла:

Где:

I — Ток, протекающий через датчик

B — напряженность магнитного поля

q — заряд

n — количество носителей заряда на единицу объема

d — толщина датчика

Коэффициент Холла

Он представлен RH. Формула для коэффициента Холла: RH равно 1 / (qn). Коэффициент Холла (R H) положителен, если число отверстий положительного заряда больше, чем число электронов отрицательного заряда. Аналогично, коэффициент Холла (RH) отрицателен, если число отрицательных зарядовых электронов больше, чем число отверстий положительного заряда.

Концентрация несущей заряда

Концентрация электронов в носителе заряда обозначена как «n», а «дырки» — как «p». Математическое выражение для концентрации носителей заряда:

Холловская  мобильности

Холловская мобильность для электронов представлена как «μ n», а для отверстий — как «μ p». Математическое выражение для мобильности Холла:

Где:

μ n — проводимость за счет электронов

μ p — проводимость благодаря отверстиям

Гироскоп

Всякий раз, когда вы играете в гоночную игру на телефоне и наклоняете экран, чтобы управлять, гироскоп, а не акселерометр, чувствует, что вы делаете, потому что вы делаете небольшие повороты телефоном и фактически не двигаетесь в пространстве.

Гироскопы не являются эксклюзивными для телефонов. Они используются в высотомерах внутри самолета, например, для определения высоты и положения, а также для поддержания камеры в движении.

Гироскопы внутри телефонов не используют колеса и карданы, как традиционные механические, которые вы могли бы найти в старой плоскости – вместо этого они являются гироскопами MEMS (микро электромеханические системы) , уменьшенной версией концепции, встроенной в плату электроники. так что вполне могут помещаться в телефоне.

Первый раз, когда MEMS гироскопы достигли больших успехов, был с iPhone 4 в 2010 году. Тогда было чудом иметь телефон, который мог определять ориентацию с такой точностью – в настоящее время мы воспринимаем это как должное.

Применение датчиков Холла

В каких сферах они находят применение? Начнем с использования аналоговых видов устройств. Их обычно применяют для:

  • зондирования движения;
  • ощущения вибрации;
  • определения скорости, с которой вращается колеса, чтобы функционировала антиблокировочная тормозная система, которую называют ABS;
  • регулировки напряжения.

Также конструкции используют в качестве датчиков, определяющих давление манометра мембранного типа. 

Еще датчики Холла нужны для управления двигателем в целях индикации и защиты. Конструкция используется для определения скорости потока, обнаружения черного металла в соответствующих детекторах, выявления наличия питания и в Tong Testers.

Что касается цифровых решений, то такие датчики с эффектом Холла необходимы для беспроводной связи, ощущения близости и положения объекта. Они обеспечивают чувствительные позиции клапанов, давление и скорость потока. С их помощью ремни безопасности и положение автомобильных сидений определяет контроль подушек безопасности.

Устройство и примеры использования

Простейшая система с датчиком Холла включает в свой состав следующие элементы:

  1. Постоянный магнит (его функция – создание магнитного поля).
  2. Подвижный ротор с лопастями или зубцами.
  3. Особый стержень из магнитного материала (магнитопровод).
  4. Пластиковый корпус.

Помимо этого, техническая характеристика датчика предусматривает применение микросхем, задействованных в измерительном процессе.

Понять принцип работы этого прибора удается, если ознакомиться с подробной схемой включения датчика Холла в зоне проведения измерений. Схема подключения и суть работы сенсора может быть представлена следующим образом:

  • В зазоре, образованном половинками магнитопровода, перемещаются металлические лопасти ротора.
  • При их вращении происходит периодическое шунтирование магнитного потока.
  • Встроенной микросхемой предусмотрено определение нулевого показателя индукции (в эти моменты напряжение на ее выходе максимально).
  • По частоте таких всплесков, подсчитываемой той же микросхемой, судят о скорости вращения контролируемого объекта (двигательного вала в мотоцикле, например).

Чтобы этот процесс протекал нормально – при включении сенсора в измерительную цепь должна учитываться цоколевка данного образца (она бывает разной).

Обобщая рассмотренную схему, следует предположить, что датчики этого класса способны измерять скорость вращения коленвала любого движущегося средства. Универсальность сенсора, не исключающая возможности его установки в скутере, например, позволяет применять датчик Холла не только в сложных технических устройствах, но и в обычной бытовой технике.

Применение в системе зажигания и стиральных машинах

При использовании датчика Холла в системе зажигания автомобиля с его помощью удается фиксировать момент размыкания трамблера. В данном случае он работает как аналоговый преобразователь, определяющий мгновения прерывания бортового питания. На этом же принципе базируется его применение в рабочих модулях стиральной машины, что позволяет по скорости вращения барабана определять увеличение веса белья.


Датчики Холла устанавливаются и в некоторых образцах измерительной аппаратуры. Чаще всего ими комплектуются бесконтактные клещи, применяемые для измерения тока в проводниках. Встроенный прибор реагирует на изменение электромагнитного поля, образующегося вокруг силового кабеля. Кроме того, он подходит для ручки газа электровелосипеда, позволяя контролировать угол ее поворота.

В бытовых условиях

В клавиатурах компьютеров эти приборы обеспечивают бесконтактный способ снятия информации. Сенсор, входящий в состав кулера бытового ПК, способен управлять полярностью обмоток ротора, то есть менять направление его вращения.

При использовании такого элемента в смартфоне, в частности, он обеспечивает выключение устройства при помещении его в чехол с «магнитной» застежкой.

Рассматривая области применения датчики Холла простыми словами можно сказать, что его использование в технической сфере практически ничем не ограничено. В электронном конструкторе Ардуино, например, имеется набор с таким датчиком, позволяющий на практике проиллюстрировать эффект Холла.

Это не единственный пример его использования в целях обучения, помогающий начинающим пользователям понять, как подключить и использовать сенсоры полевых структур.

В заключение отметим, что к недостаткам датчиков Холла относят их чувствительность к электромагнитным помехам, нередко возникающим в рабочих цепях. Кроме того, использование сложных электронных модулей в конструкции прибора в какой-то мере влияет на его надежность, несколько снижая ее. Эти минусы сенсора не рассматриваются как его дефекты, а просто учитываются при работе с аппаратурой.

Теперь вы знаете, что такое датчик Холла, как он работает и зачем нужен. Надеемся, предоставленная информация была для полезной и интересной!

Материалы по теме:

  • Что такое тензодатчик и как он устроен
  • Для чего нужны концевые выключатели
  • Чем отличается переменный ток от постоянного

Опубликовано: 09.07.2019 Обновлено: 09.07.2019

Разновидности явления

По мере исследования эффекта был обнаружен ряд особенностей появления электрического поля, отличающий от классического понимания. Так, учёными были выявлены факторы, приводящие к появлению напряжения без пропускания через пластинку тока. Такие явления получили название:

  • аномальное;
  • квантовое;
  • спиновое.

Для аномального эффекта необходимым условием является нарушение T-симметрии, то есть уравнений, описывающих физические законы при обращении времени. Наиболее часто этот эффект наблюдается в материалах, имеющих остаточную намагниченность (ферромагнетики).

Квантовое же отклонение возникает в квазидвумерном электронном газе, где пренебрегают кулоновским взаимодействием. В нём носители заряда обладают слабой связью с ионами кристаллической решётки. В такой системе работают законы квантовых теорий.

В 1971 году учёные Дьяконов и Перель, изучающие механизм спиновой релаксации, обнаружили, что перпендикулярно направлению линий электромагнитного поля наблюдается отклонение носителей зарядов, имеющих противоположные спины. Этот эффект был связан со спин-гальваническим рассеянием и взаимодействием между спиновыми и орбитальными магнитными моментам.

Магнитные датчики

Основное преимущество использования датчиков магнитного поля, заключается в их бесконтактной работе. Они бывают аналоговыми и дискретными. Первый тип считается классическим. В его основе лежит принцип, что чем сильнее будет магнитное поле, тем больше будет величина напряжения. В современных приборах и устройствах такой тип уже практически не используется из-за значительных размеров. Цифровой же датчик построен на режиме работы «ключ» и имеет два устойчивых положения. Если сила индукции недостаточна он не срабатывает.

Разделяются дискретные элементы Холла на два типа:

  • униполярные — срабатывание которых зависит от полюса магнитного поля;
  • биполярные — переключения состояния датчика происходит при изменении магнитного полюса;
  • омниполярные — реагируют на действие магнитной индукции любого направления.

Конструктивно датчик представляет собой электронный прибор с тремя выводами. Он может выпускаться как в стандартном исполнении DIP, DFN или SOT, так и в герметичном: например, 1GT101DC (герметичный), A1391SEHLT-T (DNF6), SS39ET (SOT), 2SS52M (DIP).

Характеристики устройства

Выпускаемые датчики, использующие явление Холла, как и любые электронные радиокомпоненты характеризуются своими параметрами. Главным из них является тип прибора и напряжение питания. Но, кроме этого, выделяют следующие технические характеристики:

  1. Величина измеряемой индукции. Измеряется она в гауссах или миллитеслах.
  2. Чувствительность — определяется значением магнитного потока, на который реагирует датчик, единица измерения мВ/Гс или мВ/мТл.
  3. Нулевое напряжение магнитного поля — значение разности потенциалов, соответствующее отсутствию магнитного поля.
  4. Дрейф нуля — изменение напряжения, зависящее от температуры. Указывается в процентном отклонении от температуры 25 °C.
  5. Дрейф чувствительности — изменение чувствительности, вызванное изменением температуры.
  6. Полоса пропускания — уровень снижения чувствительности с шагом в 3 дБ.
  7. Индукция включения и выключения — это значение напряжённости поля, при котором датчик устойчиво срабатывает.
  8. Гистерезис — разность между индукциями включения и выключения;
  9. Время срабатывания — характеризуется промежутком времени перехода из одного устойчивого состояния в другое.

Изготовление приборов

Материал, из которого выполняется элемент Холла, должен обладать большой подвижностью носителей зарядов. Для получения наибольшего значения напряжения вещество не должно иметь высокую электропроводностью. Поэтому при производстве устройств используется: селенид, теллурид ртути, антимонид индия. Тонкопленочные датчики получаются методом испарения вещества и осаждения его на подложку. В качестве её служит слюда или керамика.

Изготавливают датчики также из полупроводников — германия и кремния. Их легируют мышьяком или фосфорной сурьмой. Такие устройства обладают низкой зависимостью от изменения температуры, а величина образуемой на них ЭДС может достигать одного вольта.


Типовой процесс производства пластинчатого датчика Холла состоит из следующих операций:

  • обрезка пластины нужного размера;
  • шлифовка поверхности;
  • формирование с помощью пайки либо сварки симметричных выводов;
  • герметизация.

Одним из главных преимуществ датчиков, выполненных на этом эффекте, является электрическая изоляция (гальваническая развязка) делающие их применение удобным и безопасным.

Холл в Энциклопедическом словаре:

Холл — (англ. hall) — в традиционном английском жилище общая комната,приемный зал с лестницей на верхний этаж. В современных общественныхзданиях и гостиницах — небольшой зал для отдыха, ожидания, встреч и т. д.

(Hall) Асаф (Эсаф) (1829-1907) — американский астроном, иностранныйчлен-корреспондент Петербургской АН (1880). Первоклассный наблюдатель.Определил период вращения Сатурна (1876), открыл спутники Марса (1877).

Джеймс (1811-98) — американский геолог и палеонтолог, иностранныйпочетный член Петербургской АН (1895). Труды по стратиграфии ипалеонтологии палеозоя и тектонике. Тектонические идеи Холла были развитыв учении о геосинклиналях.

Питер Реджиналд Фредерик (р. 1930) — английский режиссер. С 1954работал в «Артстиэтр» (Лондон), Шекспировском мемориальном театре,»Ковент-Гардене». В 1973-88 возглавлял Национальный театр Великобритании.

Эдвин Герберт (1855-1938) — американский физик. Исследованиятермоэлектрического, гальвано- и термомагнитного явления в проводниках.Открыл (1879) эффект, названный его именем.

Определение и калибровка датчика

Калибровка в первую очередь необходима для использования датчика как магнитометра. Существует возможность его откалибровать через инженерное меню, здесь же осуществляется и блокировка датчика Холла. Вход в меню происходит согласно документации на используемый смартфон. Обычно в свободном доступе такую информацию найти трудно, поэтому проще и безопаснее провести настройку из приложения, которое его применяет. Для этого необходимо найти в настройках пункт «Калибровка» и точно выполнить все указания.

Производители смартфонов не всегда указывают все датчики, которыми оборудован телефон. Определить наличие рассматриваемого устройства можно самостоятельно. Для этого поднесите магнит к лицевой части телефона: микроконтроллер деактивирует экран. Если магнит убрать, экран снова включится.

Микроконтроллер — полезное внедрение в мобильный телефон, наличие датчика добавляет полезные функции смартфону и делает его энергоэкономичным. При рассмотрении датчика Холла необходимо отметить, что из-за малых размеров смартфонов его способности не могут быть полностью реализованы. Но не исключено появление новых возможностей его применения в будущем.

Современные устройства содержат множество контроллеров и датчиков, в том числе Датчик Холла. Все сенсоры выполняют определенную практичную функцию, которая выглядит наглядно в виде определенной возможности, например, датчик освещения, позволяет определять уровень света и автоматически подстраивать яркость экрана. Благодаря встроенным датчикам гаджет становится более функциональным и легким в обращении. Рассмотрим особенности применения датчика Холла.

Датчик Холла

Датчик дождя, датчик уровня жидкости, датчик температуры – он же термометр. Вроде бы все ясно: датчик дождя показывает наличие дождя, датчик уровня жидкости показывает, как ни странно, уровень жидкости; термометр – от греч. – тепло и измерять, показывает температуру.  Но  вот что за странное название: датчик Холла?

С чего все начиналось

Дело было еще в 19-ом веке. Американский физик Эдвин Холл обнаружил очень странную вещь… Он взял пластинку золота и стал пропускать через неё постоянный ток.  На рисунке эту пластинку я отметил с гранями ABCD.

Так вот, когда он пропускал постоянный ток через грани D и B, поднес перпендикулярно пластинке постоянный магнит и знаете что обнаружил?  Разность потенциалов на гранях А и C!  Или проще сказать, напряжение. Этот эффект и назвали в честь этого ученого.

Как только он сделали это открытие, вскоре стали делать радиоэлементы на этом эффекте. Чтобы не заморачиваться с названием, назвали в честь того, кто открыл этот эффект  –  в честь Холла. Поэтому радиоэлементы, основанные на эффекте Холла, называют датчиками Холла. 

Линейные датчики Холла

О чего же зависит напряжение на гранях А и С? В основном от магнитного поля, создаваемым либо постоянным магнитом, либо электромагнитом; толщиной пластинки, а также силой тока, протекающего через саму пластинку. Благодаря этим параметрам с помощью датчика Холла были построены приборы, позволяющие замерять силу тока в проводнике, не касаясь самого проводоа, например, токовые клещи

а также приборы, с помощью которых можно замерять напряженность магнитного поля. Датчики Холла, используемые в этих приборах называют линейными, так как напряжение на датчике Холла прямо пропорционально измеряемым параметрам магнитного поля.

Линейные датчики, как я уже сказал, могут быть использованы в токовых клещах. Они позволяют измерять силу тока, начиная от 250 мА и до нескольких тысяч Ампер.

Самым большим преимуществом в таких токовых клещах является отсутствие механического контакта с измеряемой цепью.

Иными словами, токовые измерители на эффекте Холла намного безопаснее, чем измерители на основе шунта и амперметра, особенно при большой силе тока в цепи, которую нередко можно встретить в промышленных установках.

Цифровые датчики Холла

Разработчики на этом не остановились. Как только наступила  эра цифровой элек троники в один корпус вместе с датчиком Холла стали помещать различные логические элементы. Выглядит все это примерно вот так:


В результате промышленность стала выпускать датчики Холла для цифровой электроники. В основном такие датчики делятся на три вида:

Униполярные. Реагируют только на один магнитный полюс. На противоположный магнитный полюс не обращают никакого внимания. То есть подносим например южный полюс магнита, датчик сработал. На северный магнитный полюс ему наплевать.

Биполярные. Здесь уже интереснее. Подносим магнит одним полюсом – датчик сработал и продолжает работать даже тогда, когда мы убираем магнит от датчика.  Для того, чтобы его выключить, нам надо подать на него другую полярность магнита.

Омниполярные. Этим датчикам по барабану на какой полюс включаться и выключаться. Пусть будет хоть южный или северный.

Признаки и причины неисправности

С годами эксплуатации ВАЗ 2108–2109 датчик холла изнашивается. Как следствие, двигатель автомобиля начинает работать разбалансировано или вообще отказывается запускаться. Понять, что проблема именно в зажигании — не просто. Здесь нередко ошибаются даже специалисты сервисных мастерских.

Многие водители самостоятельно начинают искать причину и менять запчасти методом «тыка и подбора». Покупают, свечи, в/в провода, топливные фильтра, катушки, коммутаторы и прочее. И только после установки нового ДХ всё нормализуется. Большинство владельцев ВАЗ 2109, изрядно намучавшись с датчиком холла, открыто делятся признаками его неисправности:

  1. Мотор капризничает при запуске или вообще отказывается заводиться.
  2. Появляются провалы и плавающие обороты на холостом ходу.
  3. При движении может появляться сильная детонация.
  4. Иногда мотор глохнет на ходу.

Наиболее часто причиной неполадок является окисление контактов в колодке питания. Можно пошевелить штекер и автомобиль станет работать заметно лучше. Также проблемы возникают в следствии ослабления крепёжных винтов датчика в трамблёре. Достаточно их подтянуть. Иногда причины поломки связаны с коротким замыканием внутри самого ДХ.

Датчик Холла что это — датчик положения на эффекте Холла

Датчик Холла что это такое? На самом деле это прибор измерения магнитного поля, который был разработан американским ученым Холлом в далеком 1879 году. Использование эффекта Холла и практическое его преимущество, это то, что прибор собранный на его принципе используется до сих пор во множестве современных устройств.

По первому впечатлению конструкция датчика может показаться довольно сложной, хотя на самом деле это не так. Поэтому мы вначале составим себе представление — датчик Холла что это и как он работает. Как уже говорилось выше, устройство создано с использованием эффекта Холла, принцип действия которого сводится к следующему:

Немного теории

В случае воздействия поперечным магнитным полем на какой-либо полупроводниковый прибор, параллельно которого проходит электроток, то в этом случае образуется электро движущаяся сила Холла (ЭДС). Одновременно с этим показатель действующего напряжения поменяется на значение в пределах от 0.4v до 3v.

Исходя из этого можно понять, что данный прибор является достаточно легким к пониманию его принципа работы. Чтобы правильно усвоить приведенную теорию, необходимо для лучшего понимания показать конкретный пример. Для построения эффекта Холла потребуется небольшая по толщине медная полоска в качестве полупроводника, аккумулятор, магнит без подвода электроэнергии, ну и естественно отрезки проводов.

Далее ток подается между двух плоскостей полупроводника. К остальным двум плоскостям прикрепляются концы проводов. В это же время нужно будет поднести к полоске магнит. Вот таким образом получился магнитоэлектрический датчик Холла.

Существует метод его создания в импульсном варианте. Чтобы это сделать, нужно расположить экран с зазорами между медной полоской и постоянным магнитом, с возможностью его перемещения. Такая конструкция и особенность применения зазоров в ней типична во всех устройствах Холла.

Специфика работы и задачи генераторов Холла

Использование на практике электродвижущей силы Холла после ее открытия стало возможно только спустя многие годы. Большой разрыв между открытием и практическим применением, который составлял десятки лет, обусловливалось тем, что полупроводниковые элементы имеющие необходимые свойства, научились и стали изготавливать намного позже появления эффекта Холла.

Как работает датчик Холла

Первые экземпляры устройств были очень габаритными и мало эффективными. Но с появлением микроэлектроники датчики Холла приобрели совсем иное развитие. В особенности, когда появились на свет микросхемы, именно они стали главными объектами применения их в генераторах Холла. Используя эту возможность, промышленность наладила производство датчиков в миниатюрном исполнении.

Причем эти приборы имеют несколько вариаций: линейные — датчики тока, датчики реагирующие на вибрацию, датчики пространственного положения, расходомер и т.д. Другой вариант: логические типы прибора — датчики движения, датчики для определения числа оборотов, датчики импульсных сигналов и прочие.

Датчик Холла начали применять для измерения величины тока, мощности, скорости движения и расстояния. Кстати, в любом оптическом приводе настольного компьютера или ноутбука имеется такой датчик. Одним из основных направлений применения этого устройства получила автомобильная промышленность.

Неоспоримые достоинства датчика Холла – это его доступная цена, простота в использовании, долгий срок службы. Гарантированная надежность прибора заключается в его конструкции, в которой отсутствуют трущиеся между собой детали.

GPS

Устройства GPS внутри телефонов получают сигнал от спутника в космосе, чтобы выяснить, на какой части планеты вы находитесь. На самом деле они не используют данные вашего телефона, поэтому вы все еще можете видеть свое местоположение, даже тогда, когда телефон потерял сигнал, а сами фрагменты карты представляют собой размытое изображение с низким разрешением.

На самом деле, он соединяется с несколькими спутниками, а затем вычисляет, где вы находитесь на основе углов пересечения. Если спутники не найдены – вы находитесь в помещении или облачный покров слишком тяжел – тогда вы не сможете получить данных.

И хотя GPS не использует данные, все эти коммуникации и вычисления могут привести к разрядке аккумулятора, поэтому большинство руководств по экономии аккумулятора рекомендуют отключать GPS. Меньшие гаджеты, такие как большинство умных часов, не включают их по той же причине.

GPS не единственный способ, с помощью которого телефон может работать – расстояние до вышек сотовой связи также может быть использовано в качестве приблизительного значения – но если у вас есть серьезная навигация, это важно. Современные устройства GPS внутри смартфонов фактически объединяют сигналы GPS с другими данными, такими как уровень сигнала сотовой связи, для получения более точных показаний местоположения

Способы использования явления

На основе эффекта Холла создаются устройства и приборы, обладающие нужными и часто уникальными свойствами

Эти приборы занимают важное место в измерительно-контрольной технике, автоматизации, радиотехнике и т. д

Приспособления, использующие в своей работе явление Холла, называются элементами Холла (датчиками).

Эти датчики дают возможность измерять силу магнитного поля, так как при неизменной величине тока электродвижущая сила прямо пропорциональна линиям магнитной индукции. Прямая зависимость этих величин для элементов Холла является неоспоримым преимуществом перед другими типами измерителей индукции, основанных на контроле магнетосопротивления.

Приборы Холла позволяют проводить измерения электрических и магнитных характеристик не только металлов, но и полупроводников. Из-за простоты своего действия, несложности в изготовлении, а также высокой точности и надёжности они широко применяются в различных отраслях науки и техники. Датчики используются для измерения силы, давления, углов, перемещения и других неэлектрических величин. Этот эффект используют и при изготовлении полупроводников для контроля подвижности носителей зарядов и подсчёта их концентрации.

Для этого используется формула эффекта Холла: V h = j*B*H / n*q = B*I / (q*n*α) = R*B*I/α,

из которой число носителей находится как N = (I*B) / (q*α* V h). Таким образом, можно определить не только количество носителей, но и также их тип (знак).

Элементы Холла применяются в автомобилестроении из-за их невысокой стоимости, точности показаний, надёжности и способности не зависеть от условий окружающей среды. Их используют в конструкции бесконтактных однополярных и биполярных прерывателей. Благодаря их миниатюрному исполнению электронные гаджеты можно автоматически включать или выключать экран при открытии или закрытии чехла с магнитом. Они помогают в GPS-навигации, улучшая геопозирование.

С каждым годом эффект Холла находит всё более новое применение. Свидетельством тому служит появление устройства виртуальной реальности — Google Card Board, в основе работы которого лежит взаимодействие магнита с датчиком Холла.

Применение

Датчик Холла, используемый для измерения силы тока в проводнике. В отличие от трансформатора тока, измеряет также и постоянный ток.

Эффект Холла позволяет определить концентрацию и подвижность носителей заряда, а в некоторых случаях − тип носителей заряда (электроны или дырки) в металле или полупроводнике, что делает его достаточно хорошим методом исследования свойств полупроводников (см. Метод ван дер Пау).

На основе эффекта Холла работают датчики Холла — приборы, измеряющие напряжённость магнитного поля. Датчики Холла получили очень большое распространение в бесколлекторных, или вентильных, электродвигателях (сервомоторах). Датчики закрепляются непосредственно на статоре двигателя и выступают в роли датчика положения ротора (ДПР), который реализует обратную связь по положению ротора и выполняет ту же функцию, что и коллектор в коллекторном ДПТ.

Датчики Холла применяются:

  • в системах электронного зажигания двигателей внутреннего сгорания;
  • в приводах дисководов и двигателях вентиляторов компьютерной техники;
  • в магнитометрах смартфонов в качестве физической основы работы электронного компаса;
  • в электроизмерительных приборах (токоизмерительные клещи, пробники тока) для бесконтактного измерения силы тока (на фото).
  • на основе эффекта Холла работают некоторые виды ионных реактивных двигателей

4Значения с аналогового каналадатчика Холла 49E

Теперь разберёмся, что же показывают аналоговые значения с датчика Холла.

Датчик выдаёт напряжение, которое изменяется в зависимости от величины магнитного поля. Вектор индукции магнитного поля измеряется в Гауссах (Гс, GS по-английски). Согласно техническому описанию на детектор Холла, пределы измерения датчика Холла 49E ±1500 Гс с линейным участком от −1200 до +1200 Гс., а чувствительность датчика примерно 2,9 мВ/Гс. Рассмотрим график зависимости напряжения на датчике Холла от величины магнитного поля:

График зависимости напряжения на датчике Холла от величины магнитного поля

Помните наш первый скетч? Показания, снятые с датчика, изменялись в районе 508..525 отчётов (левая шкала ординат на графике). Если перевести их в вольты, то это как раз около нуля шкалы отсчёта датчика, или 2,5 В (правая шкала). Если мы поднесём магнит одним полюсом к датчику Холла, показания будут меняться от нуля в одну сторону, если поднесём другим полюсом – в другую.

Таким образом, по показаниям аналогового канала датчика Холла можно судить о величине магнитного поля и о направлении магнитных силовых линий.


С этим читают