אודות חיישני הול: סיווג ויישומים

חיישני הול מבוססים על אפקט הול. אפקט הול הוא שיטה בסיסית לחקר תכונות של חומרים מוליכים למחצה. מקדם הול הנמדד על ידי ניסוי אפקט הול יכול לקבוע פרמטרים חשובים כגון סוג המוליכות, ריכוז נושאי הגל וניידות נושאי הגל של חומרי מוליכים למחצה.

מִיוּן

חיישני הול מחולקים לחיישני הול ליניאריים וחיישני הול ממותגים.

1. חיישן הול ליניארי מורכב מאלמנט הול, מגבר ליניארי ועוקב פולט, ומוציא כמות אנלוגית.

2. חיישן הול מסוג מתג מורכב מווסת מתח, אלמנט הול, מגבר דיפרנציאלי, טריגר שמיט ושלב פלט, ומוציא כמויות דיגיטליות.

אלמנטים העשויים מחומרים מוליכים למחצה המבוססים על אפקט הול נקראים אלמנטי הול. יתרונותיהם הם רגישים לשדות מגנטיים, מבנה פשוט, גודל קטן, תגובת תדר רחבה, שינוי מתח יציאה גדול וחיי שירות ארוכים. לכן, הם נמצאים בשימוש נרחב בתחומי המדידה, האוטומציה, המחשבים וטכנולוגיית המידע.

Mיישום ain

חיישני אפקט הול נמצאים בשימוש נרחב כחיישני מיקום, מדידת מהירות סיבוב, מתגי גבול ומדידת זרימה. חלק מההתקנים פועלים על סמך אפקט הול, כגון חיישני זרם אפקט הול, מתגי עלים אפקט הול וחיישני עוצמת שדה מגנטי אפקט הול. לאחר מכן, יתוארו בעיקר חיישן המיקום, חיישן מהירות הסיבוב וחיישן טמפרטורה או לחץ.

1. חיישן מיקום

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

2. חיישן מהירות

בחיישת מהירות, חיישן אפקט הול ממוקם באופן קבוע מול המגנט המסתובב. מגנט מסתובב זה מייצר את השדה המגנטי הנדרש להפעלת החיישן או רכיב ההול. סידור המגנטים המסתובבים יכול להשתנות, בהתאם לנוחות היישום. חלק מהסידורים הללו הם על ידי הרכבת מגנט יחיד על הציר או הציר או באמצעות מגנטים טבעתיים. חיישן ההול פולט פולס פלט בכל פעם שהוא פונה אל המגנט. בנוסף, פולסים אלה נשלטים על ידי המעבד כדי לקבוע ולהציג את המהירות בסל"ד. חיישנים אלה יכולים להיות חיישני פלט דיגיטליים או אנלוגיים ליניאריים.

3. חיישן טמפרטורה או לחץ

חיישני אפקט הול יכולים לשמש גם כחיישני לחץ וטמפרטורה, חיישנים אלה משולבים עם דיאפרגמה מסיטת לחץ עם מגנטים מתאימים, והמכלול המגנטי של המפוח מפעיל את רכיב אפקט הול קדימה ואחורה.

במקרה של מדידת לחץ, המפוח נתון להתפשטות והתכווצות. שינויים במפוח גורמים למכלול המגנטי להתקרב לאלמנט אפקט הול. לכן, מתח המוצא המתקבל הוא פרופורציונלי ללחץ המופעל.

במקרה של מדידות טמפרטורה, מכלול המפוח אטום בגז בעל מאפייני התפשטות תרמית ידועים. כאשר התא מחומם, הגז בתוך המפוח מתרחב, מה שגורם לחיישן לייצר מתח פרופורציונלי לטמפרטורה.