Датчык Хола: прынцып працы і вобласці прымянення

Эфект Хола атрымаў сваё імя дзякуючы навуковаму Э.Г.Холлу, які адкрыў яго ў 1879 годзе пры працы з тонкімі залатымі пласцінкамі. Эфект заключаецца ў з'яўленні напружання пры памяшканні якая праводзіць пласцінкі ў магнітнае поле. Гэта напружанне так і назвалі - холловское напружанне. Прамысловае прымяненне гэтага эфекту стала магчымым толькі праз 75 гадоў пасьля адкрыцьця, калі сталі вырабляцца паўправадніковыя плёнкі з пэўнымі ўласцівасцямі. Так з'явіўся датчык Хола, прынцып працы якога заснаваны на аднайменным эфекце. Гэты датчык ўяўляе сабой прыбор для вымярэння напружанасці магнітнага поля. На яго аснове ствараюцца і многія іншыя прыборы: датчыкі вуглавога і лінейнага перамяшчэння, магнітнага поля, тока, расходу і г.д. Датчык Хола мае шэраг пераваг, дзякуючы якім і атрымаў шырокае распаўсюджанне. Па-першае, бескантактавае спрацоўванне выключае механічны знос. Па-другое, ён просты ў выкарыстанні пры даволі нізкай кошту. Па-трэцяе, прыбор мае маленькі памер. Па-чацвёртае, змена частаты спрацоўвання не прыводзіць да зрушэння самага моманту вымярэння. Па-пятае, электрычны сігнал датчыка не мае характару ўсплёску, а пры ўключэнні адразу набірае пастаянную велічыню. Іншыя яго плюсы: перадача сігналу без икажения, бескантактавы характар самой перадачы сігналу, практычна бязмежны тэрмін эксплуатацыі, вялікі дыяпазону частот і г.д. Аднак у яго ёсць і свае мінусы, асноўнымі з якіх з'яўляюцца адчувальнасць да электрамагнітных перашкод у ланцугу харчавання і змене тэмпературы.

Прынцып працы датчыка Хола. Датчык Хола - гэта Шчылінная канструкцыя, з аднаго боку якой размешчаны паўправаднік, а з другога - пастаянны магніт. Пры праходжанні току ў магнітным полі на электроны дзейнічае сіла, вектар якой перпендыкулярны і току, і полі. Пры гэтым на бакавых баках пласціны з'яўляецца рознасць патэнцыялаў. У зазоры датчыка знаходзіцца экран, праз які замыкаюцца сілавыя лініі. Ён перашкаджае адукацыі на плыце рознасці патэнцыялаў. Калі ў зазоры не будзе экрана, то пад дзеяннем магнітнага поля з пласцінкі паўправадніка будзе здымацца рознасць патэнцыялаў. Пры праходжанні экрана (ротарнай лопасці) праз зазор індукцыя на інтэгральнай мікрасхеме будзе нулявая, а на выхадзе з'явіцца напружанне.

Датчык Хола і прыборы на яго аснове вельмі шырока выкарыстоўваюцца ў авіяцыйнай, аўтамабільнай прамысловасці, у прыборабудаванні і многіх іншых галінах. Іх выпускаюць такія вядомыя фірмы, як Siemens, Micronas Intermetall, Honeywell, Melexis, Analog Device і многія іншыя.

Найбольш распаўсюджаны так званы ключавой датчык Хола, выхад якога мяняе лагічны стан у выпадку, калі магнітнае поле перавышае пэўную велічыню. Асабліва шырока прымяняюцца гэтыя датчыкі ў бескалектарнымі электрарухавіках ў якасці датчыкаў палажэнні ротара (ДПР). Лагічныя датчыкі Хола выкарыстоўваюць у прыладах сінхранізацыі, сістэме запальвання, счытвальнік магнітных карт, ключоў, у бескантактавых рэле і г.д. Шырока прымяняюцца інтэгральныя лінейныя датчыкі, якія выкарыстоўваюць для вымярэння лінейнага або вуглавога перамяшчэння і электрычнага току.