Датчик на ефекті Холла або перетворювач на ефекті Холла — це інтегрований датчик на основі ефекту Холла, який складається з елемента Холла та його допоміжної схеми. Датчик Холла широко використовується в промисловому виробництві, транспорті та побуті. З внутрішньої структури датчика Холла або в процесі використання ви побачите, щопостійний магнітє важливою робочою частиною. Чому для датчиків Холла потрібні постійні магніти?
Перш за все, почніть з принципу роботи датчика Холла, ефекту Холла. Ефект Холла — різновид електромагнітного ефекту, який відкрив американський фізик Едвін Герберт Холл (1855-1938) у 1879 році при дослідженні провідного механізму металів. Коли струм проходить через провідник перпендикулярно зовнішньому магнітному полю, носій відхиляється, і додаткове електричне поле буде генеруватися перпендикулярно до напрямку струму та магнітного поля, що призводить до різниці потенціалів на обох кінцях провідника. Це явище є ефектом Холла, який також називають різницею потенціалів Холла.
Ефект Холла - це, по суті, відхилення рухомих заряджених частинок, викликане силою Лоренца в магнітному полі. Коли заряджені частинки (електрони або дірки) утримуються в твердих матеріалах, це відхилення призводить до накопичення позитивних і негативних зарядів у напрямку, перпендикулярному до струму та магнітного поля, таким чином утворюючи додаткове поперечне електричне поле.
Ми знаємо, що коли електрони рухаються в магнітному полі, на них буде впливати сила Лоренца. Як і вище, давайте спочатку поглянемо на картинку зліва. Коли електрон рухається вгору, створюваний ним струм рухається вниз. Ну, давайте скористаємося правилом лівої руки, нехай магнітна лінія магнітного поля B (постріл на екран) проникає в долоню руки, тобто долоня назовні, і направте чотири пальці на поточний напрямок, тобто чотири точки вниз. Тоді напрямок великого пальця є напрямком сили електрона. Електрони витісняються вправо, тому під дією зовнішнього магнітного поля заряд у тонкій пластині буде нахилятися вбік. Якщо електрон нахилити вправо, то зліва і справа утвориться різниця потенціалів. Як показано на малюнку праворуч, якщо вольтметр підключено до лівої та правої сторони, напруга буде виявлена. Це основний принцип холл-індукції. Виявлена напруга називається індукованою напругою Холла. Якщо зовнішнє магнітне поле прибрати, напруга Холла зникає. Якщо представлено зображенням, ефект Холла схожий на наступний малюнок:
i: напрямок струму, B: напрямок зовнішнього магнітного поля, V: напруга Холла, а маленькі крапки в полі можна розглядати як електрони.
З принципу роботи датчика Холла можна виявити, що датчик Холла є активним датчиком, для роботи якого потрібне зовнішнє джерело живлення та магнітне поле. Враховуючи вимоги щодо малого об’єму, легкої ваги, низького енергоспоживання та зручного використання під час застосування датчика, для живлення зовнішнього магнітного поля використовується простий постійний магніт, а не складний електромагніт. Крім того, в основних чотирьох типах постійних магнітів,SmCoіNdFeB рідкоземельниймагніти мають такі переваги, як високі магнітні властивості та стабільна робоча стабільність, що може дозволити високопродуктивному датчику або датчику Холла досягти точності, чутливості та надійності вимірювань. Тому NdFeB і SmCo використовують більше якМагніти перетворювача Холла.
Час публікації: 10 вересня 2021 р