אודות חיישני אולם: סיווג ויישומים

חיישני אולם מבוססים על אפקט האולם. אפקט האולם הוא שיטה בסיסית לחקר התכונות של חומרים מוליכים למחצה. מקדם האולם שנמדד על ידי ניסוי אפקט האולם יכול לקבוע פרמטרים חשובים כמו סוג המוליכות, ריכוז המנשא וניידות הספק של חומרים מוליכים למחצה.

מִיוּן

חיישני אולם מחולקים לחיישני אולם ליניאריים ולחליפת חיישני אולם.

1. חיישן אולם ליניארי מורכב מאלמנט האולם, מגבר ליניארי ופולט עוקב, ויציאות כמות אנלוגית.

2. חיישן האולם מסוג הסוג מורכב מווסת מתח, אלמנט אולם, מגבר דיפרנציאלי, טריגר שמיט ושלב פלט, ומוצא כמויות דיגיטליות.

אלמנטים העשויים מחומרים מוליכים למחצה המבוססים על אפקט האולם נקראים אלמנטים באולם. יש לו היתרונות של להיות רגיש לשדות מגנטיים, פשוט במבנה, קטן בגודל, רחב בתגובת התדרים, גדול בשונות מתח יציאה וארוכות בחיי השירות. לכן הוא נעשה שימוש נרחב בתחומי המדידה, האוטומציה, המחשב והטכנולוגיה המידע.

Mיישום AIN

חיישני אפקט הול נמצאים בשימוש נרחב כחיישני מיקום, מדידת מהירות סיבוב, מתגי הגבלה ומדידת זרימה. מכשירים מסוימים עובדים על בסיס אפקט האולם, כמו חיישני זרם אפקט אפקט, מתגי עלים אפקטים של הול וחיישני חוזק שדה מגנטי אפקט. בשלב הבא מתוארים בעיקר חיישן המיקום, חיישן המהירות הסיבובית וחיישן הטמפרטורה או הלחץ.

1. חיישן מיקום

חיישני אפקט הול משמשים לחוש תנועת הזזה, בסוג זה של חיישן יהיה פער מבוקר היטב בין אלמנט האולם למגנט, והשדה המגנטי המושרה ישתנה כאשר המגנט יעבור קדימה ואחורה בפער הקבוע. כאשר האלמנט נמצא בסמוך לקוטב הצפוני, השדה יהיה שלילי, וכאשר האלמנט נמצא בסמוך לקוטב הדרומי, השדה המגנטי יהיה חיובי. חיישנים אלה נקראים גם חיישני קרבה ומשמשים למיקום מדויק.

2. חיישן מהירות

בחישה מהירה, חיישן אפקט האולם ממוקם בפנים קבועה למגנט המסתובב. מגנט מסתובב זה מייצר את השדה המגנטי הנדרש להפעלת חיישן או אלמנט האולם. סידור המגנטים המסתובבים יכול להשתנות, תלוי בנוחיות היישום. חלק מהסידורים הללו הם על ידי הרכבה של מגנט יחיד על הפיר או הרכזת או באמצעות מגנטים טבעתיים. חיישן האולם פולט דופק פלט בכל פעם שהוא פונה למגנט. בנוסף, פולסים אלה נשלטים על ידי המעבד כדי לקבוע ולהציג את המהירות בסל"ד. חיישנים אלה יכולים להיות חיישני פלט אנלוגיים דיגיטליים או לינאריים.

3. חיישן טמפרטורה או לחץ

חיישני אפקט הול יכולים לשמש גם כחיישני לחץ וטמפרטורה, חיישנים אלה משולבים עם לחץ המסיט את הסרעפת עם מגנטים מתאימים, וההרכבה המגנטית של המפוח מפעילה את אלמנט אפקט האולם קדימה ואחורה.

במקרה של מדידת לחץ, המפוח נתון להתרחבות והתכווצות. שינויים במפוח גורמים למכלול המגנטי להתקרב לאלמנט אפקט האולם. לפיכך, מתח היציאה המתקבל הוא פרופורציונלי ללחץ המופעל.

במקרה של מדידות טמפרטורה, מכלול המפוח אטום עם גז עם מאפייני התפשטות תרמיים ידועים. כאשר החדר מחומם, הגז בתוך המפוח מתרחב, מה שגורם לחיישן לייצר מתח ביחס לטמפרטורה.