Cảm biến Hall hoạt động dựa trên hiệu ứng Hall. Hiệu ứng Hall là phương pháp cơ bản để nghiên cứu tính chất của vật liệu bán dẫn. Hệ số Hall được đo bằng thí nghiệm hiệu ứng Hall có thể xác định các thông số quan trọng như độ dẫn điện, nồng độ hạt tải điện và độ linh động của hạt tải điện trong vật liệu bán dẫn.
Phân loại
Cảm biến Hall được chia thành cảm biến Hall tuyến tính và cảm biến Hall chuyển mạch.
1. Cảm biến Hall tuyến tính bao gồm phần tử Hall, bộ khuếch đại tuyến tính và bộ theo dõi phát xạ, và đưa ra số lượng tương tự.
2. Cảm biến Hall loại công tắc bao gồm bộ điều chỉnh điện áp, phần tử Hall, bộ khuếch đại vi sai, bộ kích hoạt Schmitt và tầng đầu ra, và đầu ra là các số lượng kỹ thuật số.
Linh kiện bán dẫn dựa trên hiệu ứng Hall được gọi là linh kiện Hall. Nó có ưu điểm là nhạy cảm với từ trường, cấu trúc đơn giản, kích thước nhỏ, đáp ứng tần số rộng, biến thiên điện áp đầu ra lớn và tuổi thọ cao. Do đó, nó được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực đo lường, tự động hóa, máy tính và công nghệ thông tin.
Mứng dụng riêng
Cảm biến hiệu ứng Hall được sử dụng rộng rãi như cảm biến vị trí, đo tốc độ quay, công tắc giới hạn và đo lưu lượng. Một số thiết bị hoạt động dựa trên hiệu ứng Hall, chẳng hạn như cảm biến dòng điện hiệu ứng Hall, công tắc lá hiệu ứng Hall và cảm biến cường độ từ trường hiệu ứng Hall. Tiếp theo, chúng tôi sẽ mô tả chủ yếu về cảm biến vị trí, cảm biến tốc độ quay và cảm biến nhiệt độ hoặc áp suất.
1. Cảm biến vị trí
Cảm biến hiệu ứng Hall được sử dụng để phát hiện chuyển động trượt. Trong loại cảm biến này, sẽ có một khoảng cách được kiểm soát chặt chẽ giữa phần tử Hall và nam châm, và từ trường cảm ứng sẽ thay đổi khi nam châm di chuyển qua lại trong khoảng cách cố định. Khi phần tử ở gần cực bắc, từ trường sẽ âm, và khi phần tử ở gần cực nam, từ trường sẽ dương. Các cảm biến này còn được gọi là cảm biến tiệm cận và được sử dụng để định vị chính xác.
2. Cảm biến tốc độ
Trong cảm biến tốc độ, cảm biến hiệu ứng Hall được đặt cố định đối diện với nam châm quay. Nam châm quay này tạo ra từ trường cần thiết để vận hành cảm biến hoặc thành phần Hall. Cách bố trí các nam châm quay có thể thay đổi tùy thuộc vào sự tiện lợi của ứng dụng. Một số cách bố trí này bao gồm gắn một nam châm duy nhất trên trục hoặc moay-ơ, hoặc sử dụng nam châm vòng. Cảm biến Hall phát ra xung đầu ra mỗi khi nó đối diện với nam châm. Ngoài ra, các xung này được điều khiển bởi bộ xử lý để xác định và hiển thị tốc độ theo vòng/phút (RPM). Các cảm biến này có thể là cảm biến đầu ra kỹ thuật số hoặc tương tự tuyến tính.
3. Cảm biến nhiệt độ hoặc áp suất
Cảm biến hiệu ứng Hall cũng có thể được sử dụng làm cảm biến áp suất và nhiệt độ, các cảm biến này được kết hợp với màng chắn lệch áp suất có nam châm thích hợp và cụm từ của ống thổi sẽ tác động tới lui phần tử hiệu ứng Hall.
Trong trường hợp đo áp suất, ống thổi chịu tác động của sự giãn nở và co lại. Những thay đổi trong ống thổi khiến cụm từ tính di chuyển gần hơn đến phần tử hiệu ứng Hall. Do đó, điện áp đầu ra thu được tỷ lệ thuận với áp suất tác dụng.
Trong trường hợp đo nhiệt độ, cụm ống thổi được bịt kín bằng một loại khí có đặc tính giãn nở nhiệt đã biết. Khi buồng được làm nóng, khí bên trong ống thổi sẽ giãn nở, khiến cảm biến tạo ra điện áp tỷ lệ thuận với nhiệt độ.
Thời gian đăng: 16-11-2022