אודות חיישני אולם: סיווג ויישומים

חיישני הול מבוססים על אפקט הול. אפקט הול הוא שיטה בסיסית לחקר התכונות של חומרים מוליכים למחצה. מקדם הול ​​שנמדד בניסוי אפקט הול יכול לקבוע פרמטרים חשובים כגון סוג המוליכות, ריכוז הנשאים וניידות הנשא של חומרים מוליכים למחצה.

מִיוּן

חיישני הול מחולקים לחיישני הול ליניאריים וחיישני הול מיתוג.

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 מוצא, ומוציא כמויות דיגיטליות.

אלמנטים העשויים מחומרים מוליכים למחצה המבוססים על אפקט הול נקראים אלמנטים הול. יש לו יתרונות של רגישות לשדות מגנטיים, פשוט במבנה, קטן בגודל, רחב בתגובת תדר, גדול בשינוי מתח המוצא וחיי שירות ארוכים. לכן נעשה בו שימוש נרחב בתחומי המדידה, האוטומציה, המחשב וטכנולוגיית המידע.

Mאפליקציה אחת

חיישני אפקט הול נמצאים בשימוש נרחב כחיישני מיקום, מדידת מהירות סיבוב, מתגי גבול ומדידות זרימה. חלק מהמכשירים עובדים על בסיס אפקט הול, כגון חיישני זרם של אפקט הול, מתגי עלה אפקט הול וחיישני חוזק שדה מגנטי של אפקט הול. לאחר מכן, מתוארים בעיקר חיישן המיקום, חיישן מהירות הסיבוב וחיישן הטמפרטורה או הלחץ.

1. חיישן מיקום

חיישני אפקט הול משמשים לתחושת תנועת הזזה, בסוג זה של חיישן יהיה מרווח מבוקר היטב בין אלמנט האולם למגנט, והשדה המגנטי המושרה ישתנה ככל שהמגנט זז קדימה ואחורה במרווח הקבוע. כאשר היסוד נמצא ליד הקוטב הצפוני, השדה יהיה שלילי, וכאשר היסוד קרוב לקוטב הדרומי, השדה המגנטי יהיה חיובי. חיישנים אלו נקראים גם חיישני קרבה ומשמשים למיקום מדויק.

2. חיישן מהירות

בחיישת מהירות, חיישן אפקט הול ממוקם באופן קבוע מול המגנט המסתובב. מגנט מסתובב זה יוצר את השדה המגנטי הנדרש להפעלת החיישן או אלמנט ההול. סידור המגנטים המסתובבים יכול להשתנות, בהתאם לנוחות היישום. חלק מהסידורים הללו הם על ידי הרכבת מגנט בודד על הציר או הרכזת או על ידי שימוש במגנטים טבעת. חיישן Hall פולט פולס פלט בכל פעם שהוא פונה למגנט. בנוסף, פולסים אלו נשלטים על ידי המעבד כדי לקבוע ולהציג את המהירות בסל"ד. חיישנים אלה יכולים להיות חיישני פלט אנלוגי דיגיטלי או ליניארי.

3. חיישן טמפרטורה או לחץ

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

במקרה של מדידת לחץ, המפוח נתון להתרחבות 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 החדר מחומם, הגז בתוך המפוח מתרחב, מה שגורם לחיישן לייצר מתח פרופורציונלי לטמפרטורה.