Датчик Холла и принцип его работы. Типы датчиков и их особенности.

Главная » Виды датчиков

Содержание

1. Что такое датчик Холла
2. Какие бывают типы датчиков Холла
3. Применение датчиков Холла
4. Датчик Холла или геркон?

Что такое датчик Холла

Для того чтобы понять, что такое датчик Холла нужно сначала разобраться какие физические свойства он использует. Этот датчик использует внешние магнитные поля и их воздействием на проводники или полупроводники.

В них используется принцип Холла, который заключается в том, что если по проводнику или полупроводнику протекает ток в одном направлении и он проходит перпендикулярно магнитному полю, то можно измерить напряжение, проходящее под прямым углом к движению тока.

датчик Холла

В 19 веке американский физик Эдвин Холл проводил эксперименты с пластиной золота через которую он пропускал электрический ток. Когда он поднес к пластине постоянный магнит, то обнаружил на гранях перпендикулярных протеканию тока разность потенциалов т. е. напряжение. В честь этого ученого и назвали этот эффект.

Датчик Холла является магнитным датчиком т.е. устройством, генерирующим электрические сигналы пропорциональные магнитному полю, которое к нему приложено. Далее сигнал может усиливаться и преобразовываться для дальнейшей обработки.

клещи для измерения тока

Самым простым примером применения эффекта Холла могут служить токоизмерительные клещи, которые применяются для бесконтактного определения силы тока, протекающего по проводнику.

Какие бывают типы датчиков Холла

Датчики Холла подразделяются на два типа:

1. Аналоговые датчики Холла
   В этом типе датчиков использовано преобразование магнитной индукции напрямую в напряжение. Свое применение аналоговые датчики нашли в измерительных технических устройствах. Это, например, датчики тока, датчики вибрации, датчики угла поворота.
2. Цифровые датчики Холла
   Цифровой датчик Холла имеет всего два положения, которые показывают наличие или отсутствие магнитного поля. Практически это аналог геркона, но если в герконе присутствует механический контакт, то цифровой датчик Холла бесконтактный.

датчик с эффектом Холла

Подразделяются такие датчики на три вида:

• Униполярный – когда сила магнитного поля достигает определенной величины датчик срабатывает. Такие датчики откликаются только на один полюс. Если к датчику поднести магнит другим полюсом, то датчик на него не реагирует. Когда сила магнитного поля снижается датчик возвращается в исходное положение.
• Биполярный – в этом случае имеет значение полярность магнитного поля. Один полюс включает датчик, другой полюс выключает.
• Омниполярный датчик Холла – реагирует на любой магнитный полюс. Т.е. любой полюс может включать и выключать датчик. Это может быть, как южный, так и северный полюс.

Как правило цифровой датчик Холла имеет три вывода и внешне похож на транзистор.

сенсор Холла с выводами

На два вывода датчика подается питание, которое может быть, как однополярным, так и двуполярным. Третий вывод сигнальный. Такой тип датчиков часто применяется в бесконтактных системах зажигания, как датчик скорости в автомобилях и т.д.

Применение датчиков Холла

Разберем более подробно области применения датчиков Холла.

• В смартфонах датчик Холла используется в комплекте с магнитным чехлом. Он позволяет определить чехол открыт или закрыт. Если чехол открыт, то смартфон включается, если открыт, то выключается. Также преобразователь Холла ориентирует телефон по горизонту земли и помогает работе компаса. На мобильных телефонах-раскладушках также применяется датчик Холла для определения телефон находится в открытом или закрытом положении.

умный чехол для смартфона

• В ноутбуках также датчик используется для определения открыта крышка или нет. Сам датчик Холла установлен на материнской плате. На крышке ноутбука установлен магнит. Закрываем крышку – экран гаснет.
• В стиральных машинах стоит таходачик для подсчета количества оборотов мотора. Электронная система стиральной машинки на основе показаний датчика принимает решение нарастить или уменьшить скорость оборотов и какое количество оборотов нужно для выбранного режима.
• В автомобилях часто используется эффект Холла в системах зажигания. Находится датчик в трамблере и заменяет собой контактор. Он определяет в какой момент появляется искра и передает данные в блок электроники. Могут применяться униполярные или биполярные данные. Момент создания искры и количество импульсов определяется бесконтактно и теоретически датчики могут работать неограниченное время.
• В системах сигнализации в бесконтактных выключателях.
• В системах контроля и управления доступом (СКУД) для чтения магнитных кодов
• В системах определения уровня жидкости.
• Для проверки наличия скрытой проводки.
• Для измерения силы тока.

Arduino с датчиком Холла

• В робототехнических наборах для изучения эффекта Холла. Это позволяет наглядно показать, как используются магнитные поля в датчиках.

То есть датчики Холла применяются в технических областях там, где требуется бесконтактный способ считывания информации. Недостатком датчиков Холла является их зависимость от электрических помех в электроцепях и как следствие снижение надежности. Но при создании электронных устройств такие факторы учитываются и позволяют снизить эти негативные воздействия.

Датчик Холла или геркон?

Ошибка

• Автомобиль — модели, марки
• Устройство автомобиля
• Ремонт и обслуживание
• Тюнинг

• Аксессуары и оборудование
• Компоненты
• Безопасность
• Физика процесса

• Новичкам в помощь
• Приглашение
• Официоз (компании)
• Пригородные маршруты

• Персоны
• Наши люди
• ТЮВ
• Эмблемы

•  
• А
• Б
• В
• Г
• Д
• Е
• Ё
• Ж
• З
• И
• Й
• К
• Л
• М
• Н
• О
• П
• Р
• С
• Т
• У
• Ф
• Х
• Ц
• Ч
• Ш
• Щ
• Ъ
• Ы
• Ь
• Э
• Ю
• Я

Навигация

• Заглавная страница
• Сообщество
• Текущие события
• Свежие правки
• Случайная статья
• Справка

Личные инструменты

• Представиться системе

Инструменты

• Спецстраницы

Пространства имён

• Служебная страница

Просмотры

Перейти к: навигация, поиск

Запрашиваемое название страницы неправильно, пусто, либо неправильно указано межъязыковое или интервики название. Возможно, в названии используются недопустимые символы.

Возврат к странице Заглавная страница.

Если Вы обнаружили ошибку или хотите дополнить статью, выделите ту часть текста статьи, которая нуждается в редакции, и нажмите Ctrl+Enter. Далее следуйте простой инструкции.

RS Компоненты | электроник- и эль-компонентер

Компоненты РС | электроник- оч эль-компонентер
Вара продуктовый отдел
• Аккумуляторы и зарядные устройства
• Соединители
• Дисплеи и оптоэлектроника
• Контроль электростатического разряда, чистые помещения и прототипирование печатных плат
• Пассивные компоненты
• Блоки питания и трансформаторы
• Raspberry Pi, Arduino и средства разработки
• Полупроводники
• Механизм автоматизации и управления
• Кабели и провода
• Корпуса и серверные стойки
• Предохранители и автоматические выключатели
• HVAC, вентиляторы и управление температурным режимом
• Освещение
• Реле и формирование сигналов
• Переключатели
• Доступ, хранение и обработка материалов
• Клеи, герметики и ленты
• Подшипники и уплотнения
• Инженерные материалы и промышленное оборудование
• Застежки и крепления
• Ручной инструмент
• Механическая передача энергии
• Сантехника и трубопровод
• Пневматика и гидравлика
• Электроинструменты, Пайка и сварка
• Компьютеры и периферия
• Уборка и техническое обслуживание помещений
• Офисные принадлежности
• Средства индивидуальной защиты и рабочая одежда
• Безопасность и скобяные изделия
• Безопасность сайта
• Испытания и измерения

#02 О датчиках Холла | Учебники | Датчики Холла | Продукты

О датчиках Холла

#02 Основные сведения о магнитных датчиках

Среди магнитных датчиков датчик, использующий эффект Холла, называется датчиком Холла. Датчики Холла состоят из нескольких частей. Во-первых, он содержит элемент Холла, который выдает напряжение Холла (HV), созданное за счет эффекта Холла. Во-вторых, он содержит ИС Холла, которая преобразует выход Холла в цифровой выход High/Low из процесса IC. В-третьих, он содержит микросхему линейного датчика Холла, которая усиливает и линеаризует выходной сигнал Холла.

Элементы Холла

Характеристики

Поскольку это простой датчик с клеммами, прикрепленными к полупроводнику, элемент Холла можно использовать как для цифровых, так и для аналоговых целей, в зависимости от схемотехники последующей ступени. Выходное напряжение может быть получено от нескольких десятков до нескольких сотен милливольт.

Выходные характеристики

Выходное напряжение пропорционально величине магнитного поля, вертикально воздействующего на датчик, и будет выдавать положительное и отрицательное напряжение в соответствии с направлением магнитного поля. Выходное напряжение при отсутствии вертикального магнитного поля равно 0 В (*1).

*1 Напряжение смещения присутствует даже при отсутствии магнитного поля в реальном случае.

Фигура 1. Выходная характеристика элемента Холла

Как использовать

Элемент Холла имеет в общей сложности четыре клеммы, управляющее напряжение (или управляющий ток), две клеммы GND для входа и две клеммы дифференциального выхода. Можно поддерживать либо привод постоянного тока, либо привод постоянного напряжения, если он ниже максимального номинала.

Рис. 2. Принципиальная схема работы (справочная)

Применение

Элементы Холла используются в бесколлекторных двигателях постоянного тока и приводах объективов для смартфонов и цифровых фотокамер.

ИС Холла

Характеристики

ИС Холла сравнивает выходной сигнал элемента Холла с определенным пороговым значением и выводит его как высокий или низкий.

Поскольку диапазон выходного напряжения регулируется источником питания, к следующему каскаду можно легко подключить микрокомпьютер. Есть тип переключателя, который может определять силу магнитного поля, и тип защелки, который может определять полярность магнитного поля.

Выходные характеристики

Выходное напряжение определяется как высокое или низкое в зависимости от величины магнитного поля, вертикально воздействующего на датчик. Существует три вида результата обнаружения полюса: полюс S, полюс N и биполярный.

Когда величина магнитного поля превышает Bop, выходное напряжение становится низким, а когда оно становится ниже Brp, выходное напряжение становится высоким. В этом случае между Brp и Bop выполняется условие «Brp < Bop (с гистерезисом)».

Рис. 3. Выходные характеристики ИС Холла при обнаружении южного полюса

Как использовать

Линейная ИС Холла имеет две входные клеммы, VCC и GND, и одну выходную клемму. Подключение ИС, как показано на рисунке 4, к элементу Холла реализует ИС Холла. Он управляется постоянным напряжением.

Рис. 4. Принципиальная схема работы (справочная)

Приложения

ИС Холла типа переключателя используются в переключателях открытия/закрытия в бытовой электронике, а ИС Холла типа защелки используются в бесщеточных двигателях или для обнаружения вращения.

Линейная ИС Холла

Характеристики

Линейная ИС Холла применяет усиление к выходу элемента Холла, что приводит к линейному выходу (*2).

Поскольку диапазон выходного напряжения регулируется блоком питания, MCU можно легко подключить к следующему каскаду.

*2 Выход Rail-to-Rail.

Выходные характеристики

Выходное напряжение пропорционально величине магнитного поля, приложенного к датчику по вертикали. Он колеблется от 0 В до VCC в зависимости от направления магнитного поля.