Что такое датчик холла: что это, как работает, где применяется, схема

Датчик Холла на базе «44E» для Arduino KY-003

Устройство фиксирует наличие постоянного магнитного поля. Модуль датчика холла KY-003 в основном используется в автоматике, электромеханике для определения параметров движения деталей механизмов. KY-003 применяется в системах и приборах бытового, учебного и развлекательного назначения. Хорошо подходит в качестве наглядного пособия для изучения эффекта Холла.

Принципиальные преимущества

Датчик Холла срабатывает при поднесении постоянного магнита. Для работы KY-003 хорошо подходят неодимовые магниты. Благодаря эффективности неодимового сплава достаточно магнита небольшого размера. Датчик реагирует только на один полюс магнита. Определить полюс магнита на который реагирует датчик следует экспериментально. Для определения параметров вращательного движения на колесе закрепляют один или несколько магнитов. При прохождении мимо датчика на его выходе формируется импульс. Чем больше магнитов установлено на вращающемся колесе, тем точнее измерение.

Есть другая схема использования датчика Холла. Установить много магнитов на колесе дорого и сложно. При установке следует соблюдать полярность. Можно использовать всего один. Магнит и модуль датчика Холла закреплены неподвижно друг напротив друга. Между ними находится диск с отверстиями связанный механически с осью двигателя. Диск изготовлен из немагнитной стали экранирующей слабое поле магнита. Благодаря чередованию при движении прорезей и металла на выходе датчика присутствуют импульсы. Эта конструкция аналогична фотопрерывателю, но имеет ряд преимуществ. Магнит в отличии от светодиода неможет погаснуть, а это существенно повышает надежность. Экономиться ток питания, ненужны провода светодиода. Важное преимущество – работа в условиях повышенной влажности. При конденсации влаги на линзе фотоприбора оптопара прекращает работу, а для датчика Холла конденсация совершенно незаметна.

Делают еще проще. Ненужен диск с прорезями и отдельный магнит. Если в редукторе применены металлические шестерни, то намагничивают зубцы шестерни и рядом закрепляют модуль датчика Холла.

Но для этого понадобится специальная намагничивающая шестерню установка.

Компоненты

Микросхема 44E 938 имеет 3 вывода, содержит чувствительный к магнитному полю полупроводник, усилитель сигнала и цепи обеспечивающие логический сигнал на выходе.

Светодиод L1 светится при срабатывании датчика.

Плата модуля KY-003 имеет отверстия для крепления.

Существуют также аналоговый и комбинированный датчики Холла.

Характеристики KY-003:

— напряжение питания, В: 5

— Размеры, мм: 32 X 15 X 12

Подключение KY-003:

«S» — цифровой выход

«средний контакт» — +5 В

«-» — общий

Данный модуль возможно приобрести в наборе с дополнительными датчиками и модулями.

Пример кода (скетч) для Arduino и KY-003

Оставьте отзыв об этом товаре первым!

Сравнение 0

+7 (495) 1434323

Корзина 0ПустоОформить заказ

Что такое датчики Холла, и для чего они нужны в электровелосипедах

Датчик Холла представляет собой датчик магнитного поля. Свое название он получил благодаря принципу своей работы – эффекту Холла.
В 1879 году Эффект Холла был открыт Эдвином Холлом в тонких пластинах золота. Эффект заключается в формировании поперечной разности потенциалов в проводнике с током, помещенным в магнитное поле. Изобретение было впервые использовано в лабораториях для изготовления датчиков измерения тока или интенсивности магнитных полей, поскольку приборы для измерения этих параметров были очень дорогими и довольно габаритными. Однако практичное применение

данный эффект нашел только недавно, когда уже стали доступными полупроводниковые технологии, которые позволяли создавать недорогие твердотельные датчики. Датчики Холла используются в системах, где возможна трансформация контролируемой величины в изменение магнитного поля, которое можно проверить датчиком Холла. К этим величинам можно отнести переменный/постоянный ток, давление, напряжение, вибрация скорость и т.д. Эффект Холла подходит для построения датчиков положения, которые применяются в транспорте, включительно и электрическом.

В большинстве случаев датчики Холла представляют собой небольшой прибор с тремя выводами: одним аналоговым или цифровым выводом и двумя выводами питания.

Поскольку выходной сигнал датчиков Холла пропорционнален индукции магнитного поля, а не скорости его изменения, это создает их серьезное преимущество сравнительно с аналогичными по своему назначению индуктивными датчиками.

В зависимости от вида передаточной функции датчики Холла бывают линейными (аналоговыми) и цифровыми. Аналоговые датчики преобразуют индукцию магнитного поля в напряжении, знак и величина которого зависят от полярности и силы поля. Цифровые датчики работают как управляемые магнитным полем коммутаторы, которые активизируют свой выход при одном его уровне и отключают при другом.

По реакциям на магнитное поле датчики Холла разделяются на биполярные, однополярные и униполярные. Биполярные датчики Холла, какими являются и датчики SS41, применяемые в велосипедных мотор-колесах, реагируют на смену знака магнитного поля, активизируясь при положительном знаке и отключаясь при отрицательном.

Униполярные датчики измеряют поля только одной полярности, как правило положительной, а однополярные датчики – любой полярности.

Датчики могут отличатся между собой за техникой выходного каскада. Она может быть однотактной, когда выходной ток протекает только в одном направлении), двухтактной – выходной ток может протекать в любом из направлений.

Магнитное поле формируется постоянными магнитами или же электромагнитами, при этом изменение напряженности поля достигается благодаря перемещению магнита, изменения тока электромагнита, внесения магнитного материала между датчиком и магнитом.

Основными преимуществами датчиков является их быстродействие (до 100 кГц) и отсутствие механических движущихся частей. Датчики Холла используются там, где необходимы высокая точность данных. Они очень надежны и довольно долговечны. Для точного повторения параметров датчиков одной серии в процессе производства используется лазерная копирование элементов схем, что позволяет получать идентичные параметры при каждом последующем выпуске партии датчиков и, соответственно, производить их замену в случае выхода из строя без последующих подстроек.

Датчики Холла идеальны для построения импульсных датчиков скорости и дискретных датчиков положения в устройствах промышленного или же бытового назначении. Датчики Холла получили широкое распространение также и в электродвигателях. В электрических велосипедах датчики Холла исполняют функцию контроля частоты вращения мотор-колеса, отслеживания положения ротора, контроля напряжения электрического тока, а также используются в качестве фиксаторов угла поворота движущейся части ручки акселератора. Магнитная система обеспечивает изменение выходного напряжения.

В ручку акселератора электрического велосипеда встроен один датчик Холла SS49Е, а в мотор-колесе используются три цифровых (пороговых) датчика одного типа — SS41.

SS41 – цифровой биполярный датчик положения с логическим выходом. SS49Е – линейный датчик магнитного пола (датчик положения). Датчики серии SS41 и SS49Е выполнены с использованием миниатюрных корпусов размером всего лишь 4х3х1,5 мм.

Датчик SS49Е имеет параметричный линейный выход. Линейный датчик SS49Е характеризуется высокой нагрузочной способностью, линейной характеристикой преобразования в рабочем диапазоне магнитных полей, довольно широким диапазоном рабочих температур и питающих напряжений, долговременной стабильностью параметров и малым током потребления. Его подключение очень простое – подал питание, снял сигнал. Питание датчикам серии SS41 и SS49Е необходимо биполярное, тогда на южный полюс магнита датчики будет реагировать положительным уровнем на выходе, на северный полюс – отрицательным, на отсутствие поля – нулевым.

Питание датчики SS41 и SS49Е принимают в довольно широком диапазоне. Для SS41 характерны показатели от 4,5 до 24 V , а для SS49Е – от 2,7 до 6,5V.

Три датчика SS41, которые закрепляются в пазах статора двигателя и выступают в роли датчика положения ротора (ДПР), обеспечивая доступ данной цифровой информации к контроллеру. Воспринимая информацию от датчиков Холла о положении ротора, контроллер подает импульсы напряжения на обмотки статора, тем самым обеспечивая его вращение. При повороте ручки акселератора датчик Холла формирует управляющий сигнал для контроллера, на основании которого в последующем обеспечивается движение мотор-колеса с определенной частотой.

Датчики в мотор-клесах последовательно и четко срабатывают – как только один выключается, включается другой. Между сменой полярности на одном датчике, ровно 1/6 периода до переключения другого.

Датчики SS41, SS49Е имеют защиту от неправильного подключения.
К сожалению, датчики Холла могут выходить из строя в случае резких перепадов электрического напряжения, механических повреждений, перегрева электродвигателя, попадание воды внутрь ручки акселератора или мотор колеса, вследствие нарушения герметичности их корпуса. Выход из строя датчиков Холла — одна из главных причин возможной поломки мотор-колеса или ручки газа. Определить вышли ли из строя датчики Холла можно воспользовавшись вольтметром.

Как правило, при выходе из строя даже одного из трех датчиков мотор-колесо перестает вращаться при включении электропитания, и просто подергивается на месте. Для устранения поломки неисправный датчик нужно заменить.

Характеристики датчиков Холла, применяемых в электрических велосипедах

Наименование датчиков, сфера применение	Передаточная функция	Напряжение питания, V	Потребляемый ток, мА	Направление выходного тока	Макси-мальный выходной ток, мА	Рабочий температурный диапазон
Серия SS41, мотор-колесо	Цифровая биполярная	4,5…24	15	втекающий	20	-40…150
Серия SS49Е, ручка газа	Линейная	2,7…6,5	10	вытекающий	1	-40…100

Купить датчики Холла можете в нашем интернет-магазине: SS41, SS49.

Датчики Холла

: что лучше всего подходит для вашей конструкции?

Датчики Холла используются в самых разных областях, включая автоматизацию производства и процессов; автоматизация зданий, дома и офиса; медицинские приложения; контроллеры мобильности и робототехники; сельское хозяйство и тяжелая техника; садовые и электроинструменты; и предметы домашнего обихода, такие как стиральные машины, сушилки, индукционные плиты и системы отопления и охлаждения (HVAC). Учитывая потенциальное использование во многих приложениях и наличие нескольких типов датчиков Холла, нас часто спрашивают, какой из них лучше всего подходит для данной конструкции.

   

Что такое датчик Холла?

Датчики Холла используют магнитные поля для определения таких факторов, как положение, близость, смещение, скорость и ток. Существует два основных типа датчиков Холла: переключатели Холла и линейные датчики Холла. Кроме того, на рынок выходит новый тип датчиков Холла: датчики прямого угла.

   

Переключатели Холла включаются или выключаются на основе сравнения фиксированных пороговых уровней Датчики Холла

измеряют и сравнивают напряженность магнитного поля с фиксированным пороговым уровнем в датчике. Как только это значение превышено, выходной транзистор включается или выключается. Семейство переключателей включает в себя простые переключатели (такие как Micronas HAL 5xy и HAL 2xy), двухпластинчатые переключатели (Micronas HAL 7xy), а также очень сложные программируемые переключатели (Micronas HAL 10xy).

   

Линейные датчики Холла обеспечивают пропорциональные выходы на основе напряженности магнитного поля

Линейные датчики Холла отличаются от переключателей тем, что они не имеют дискретного состояния переключения, а выдают сигнал, пропорциональный напряженности магнитного поля. Выходной сигнал может подаваться в виде аналогового выходного напряжения, сигнала с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) или в виде современного протокола шины (LIN, SENT). Семейство линейных датчиков включает непрограммируемые (Micronas HAL 4xy) и программируемые (Micronas HAL 8xy) датчики, а также датчики с прямым подключением к сети (Micronas HAL 28xy).

   

Датчики прямого угла Сравнивают сигналы более чем в одной плоскости

Новые типы датчиков Холла больше не измеряют абсолютное магнитное поле. Датчики прямого угла анализируют синусоидальные и косинусоидальные измерения магнитного поля. Вертикально ориентированные пластины Холла измеряют компоненты магнитного поля в плоскости чипа, а не компоненты, перпендикулярные поверхности чипа. Мониторинг относительной силы обоих компонентов приводит к стабильному выходному сигналу, даже если расстояние между магнитом и датчиком меняется. Это позволяет измерять угловое вращение от 0° до 360° с очень высокой точностью. Датчики прямого угла, такие как программируемый Micronas HAL 36xy, идеально подходят для автомобильных приложений.

   

Затраты, связанные с использованием датчиков Холла в приложениях

При разработке датчиков Холла для приложений стоимость является очевидным соображением. Стоимость может варьироваться в зависимости от ряда факторов. Сюда могут входить:

• Тип датчика
• Объем
• Особенности и опции
• Типы контактов
• Выходы
• Диапазоны температур
• Способ упаковки
• 0046

Они, среди прочего, могут определять стоимость проектирования и производства датчиков Холла в приложениях.

   

Хотите знать, какой датчик Холла подходит для вашего приложения? Позвоните в Symmetry Electronics по телефону (310) 536-6190 или свяжитесь с нами через Интернет, и мы будем рады помочь.

Основные сведения о датчиках Холла

Датчик Холла представляет собой датчик магнитного поля, выполненный на основе эффекта Холла. Эффект Холла — разновидность магнитоэлектрического эффекта. Это явление было открыто Холлом (А. Х. Холл, 1855-1919 гг.).38) в 1879 г., когда он изучал механизм электропроводности металлов.

Каталог

 

Ⅰ Введение

Датчик Холла представляет собой датчик магнитного поля, выполненный на основе эффекта Холла. Эффект Холла — это разновидность магнитоэлектрического эффекта. Это явление было открыто Холлом (А. Х. Холл, 1855-1938) в 1879 г. при изучении механизма проводимости металлов. Позже было обнаружено, что полупроводники, проводящие жидкости и т. д. также обладают этим эффектом, причем эффект Холла у полупроводников гораздо сильнее, чем у металлов. Различные элементы Холла, изготовленные с использованием этого явления, широко используются в технике промышленной автоматизации, технологии обнаружения, обработки информации и т. д. Эффект Холла является основным методом изучения характеристик полупроводниковых материалов. Коэффициент Холла, измеренный в эксперименте с эффектом Холла, может определять важные параметры, такие как тип проводимости, концентрация носителей и подвижность носителей в полупроводниковых материалах.

Ⅱ Как работает датчик Холла?

В соответствии с принципом эффекта Холла величина потенциала Холла зависит от Rh, постоянной Холла, которая связана с полупроводниковым материалом; I — ток смещения элемента Холла; B — напряженность магнитного поля; d, толщина полупроводникового материала.

Для данного устройства Холла, когда ток смещения I фиксирован, UH будет полностью зависеть от измеренной напряженности магнитного поля B.

Элемент Холла обычно имеет четыре вывода, два из которых являются входными выводами тока смещения I элемента Холла, а два других являются выводами напряжения Холла. Если две выходные клеммы образуют внешнюю петлю, будет генерироваться ток Холла. Вообще говоря, настройка тока смещения обычно задается внешним источником опорного напряжения. Если требования к точности высоки, источник опорного напряжения заменяется источником постоянного тока. Для достижения высокой чувствительности некоторые элементы Холла снабжены сплавами с покрытием с высокой магнитной проницаемостью; потенциал Холла датчика этого типа велик, но насыщение происходит около 0,05 Тл.

 

Рис.1. Эффект Холла

К обоим концам листа полупроводника прикладывают управляющий ток I, а в вертикальном направлении листа прикладывают однородное магнитное поле с силой магнитной индукции B, затем прикладывают напряжение Холла с разностью потенциалов UH будет генерироваться в направлении, перпендикулярном току и магнитному полю.

Полупроводниковая микросхема Холла находится в магнитном поле, и постоянный ток I проходит от А к В через микросхему. Под действием силы Лоренца поток электронов I смещается в одну сторону при прохождении через холловский полупроводник, вызывая разность потенциалов листа в направлении CD, которая представляет собой так называемое холловское напряжение.

Напряжение Холла изменяется в зависимости от силы магнитного поля. Чем сильнее магнитное поле, тем выше напряжение. Чем слабее магнитное поле, тем ниже напряжение. Напряжение Холла очень мало, обычно всего несколько милливольт, но оно усиливается усилителем в интегральной схеме. Напряжение может быть достаточно усилено, чтобы выводить более сильный сигнал. Если в качестве датчика используется ИС Холла, требуется механический способ изменения интенсивности магнитной индукции. Метод, показанный на рисунке ниже, использует вращающуюся крыльчатку в качестве переключателя для управления магнитным потоком. Когда лопасть крыльчатки находится в воздушном зазоре между магнитом и ИС Холла, магнитное поле отклоняется от встроенного чипа и исчезает напряжение Холла. Таким образом, изменение выходного напряжения ИС Холла может указывать на определенное положение приводного вала крыльчатки. Используя этот принцип работы, микросхема Холла может использоваться в качестве датчика опережения зажигания. Датчик Холла является пассивным датчиком. Для работы требуется внешний источник питания. Эта функция позволяет обнаруживать работу на низкой скорости.

 

Рис.2. Датчик Холла

1-Элемент Холла из полупроводниковых материалов 2-Постоянный магнит 3-Лезвие, блокирующее линию магнитного поля

Ⅲ Эффект Холла

Приложение магнитного поля, перпендикулярного направлению тока в полупроводнике, вызовет электроны и дырки в полупроводнике собираться в разные стороны под действием силы Лоренца в разные стороны, и между скопившимися электронами и дырками будет генерироваться электрическое поле. После того, как сила уравновесится с силой Лоренца, она больше не собирается. В это время электрическое поле будет подвергать последующие электроны и дырки силе электрического поля и уравновешивать силу Лоренца, создаваемую магнитным полем. Отверстия могут проходить плавно без смещения, это явление называется эффектом Холла. Генерируемое встроенное напряжение называется напряжением Холла.

Эффект Холла особенно важен в прикладной технике. Холл обнаружил, что если к проводнику (d), находящемуся в магнитном поле (В), приложить ток (Iv), то направление магнитного поля перпендикулярно направлению приложенного напряжения, то оно одновременно перпендикулярно магнитному поля и перпендикулярно направлению приложенного тока Другое напряжение (UH) будет генерироваться в направлении. Напряжение называется напряжением Холла. Это явление называется эффектом Холла. Это как дорога. Все равномерно распределились по дороге и двинулись вперед. Когда есть магнитное поле, всех может оттолкнуть вправо от дорожки. По обеим сторонам дороги (проводника) будет разность напряжений. Это называется «эффектом Холла». Устройство Холла, выполненное на эффекте Холла, должно использовать магнитное поле в качестве рабочей среды для преобразования параметров движения объекта в форму цифрового выходного напряжения, чтобы оно имело функции восприятия и переключения.

К устройствам Холла, которые до настоящего времени широко применялись в современных автомобилях, относятся датчики сигналов на распределителях, датчики скорости в системах АБС, автомобильные спидометры и одометры, детекторы физических величин жидкости и токов различных электрических нагрузок, обнаружение и диагностика условий работы, датчики частоты вращения и угла поворота коленчатого вала, различные переключатели и т. д.

Ⅳ Классификация датчиков Холла

Датчики Холла делятся на линейные датчики Холла и переключают датчики Холла .

(1) Датчик Холла импульсного типа состоит из регулятора напряжения, элементов Холла, дифференциального усилителя, триггера Шмитта и выходного каскада, который выводит цифровую величину. Существует также специальная форма датчика Холла переключающего типа, называемая датчиком Холла замкового типа.

(2) Линейный датчик Холла состоит из элементов Холла, линейного усилителя и эмиттерного повторителя, который выдает аналоговую величину.

Линейные датчики Холла можно разделить на датчики с разомкнутым и замкнутым контуром. Датчик Холла с замкнутым контуром также называют датчиком Холла с нулевым потоком. Линейные датчики Холла в основном используются для измерения переменного и постоянного тока и напряжения.

1. Тип переключателя

Как показано на рисунке 3, где Bnp — интенсивность магнитной индукции в рабочей точке «включено», а BRP — интенсивность магнитной индукции в точке срабатывания «выключено». Когда приложенная интенсивность магнитной индукции превышает точку действия Bnp, датчик выдает низкий уровень. Когда интенсивность магнитной индукции падает ниже точки действия Bnp, уровень выходного сигнала датчика не изменяется, и датчик будет переходить от низкого уровня до тех пор, пока не упадет до точки отпускания BRP до высокого уровня. Гистерезис между Bnp и BRP делает действие переключения более надежным.

 

Рис.3. Тип переключателя Датчик Холла

2. Тип ключа

Как показано на рисунке 4, когда интенсивность магнитной индукции превышает рабочую точку Bnp, выходной сигнал датчика изменяется с высокого уровня на низкий уровень. После отмены внешнего магнитного поля его выходное состояние остается неизменным (т. е. запертое состояние), и только когда интенсивность магнитной индукции достигает BRP, уровень можно изменить.

 

Рисунок4. Ключевой датчик Холла

 

3. Линейный тип

Выходное напряжение имеет линейную зависимость от напряженности приложенного магнитного поля. Как показано на рисунке 5, видно, что существует хорошая линейность в диапазоне интенсивности магнитной индукции от B1 до B2. Когда интенсивность магнитной индукции превышает этот диапазон, происходит насыщение.

 

Рис.5. Датчик Холла линейного типа

4. Датчик тока без обратной связи

Поскольку внутри соленоида, находящегося под напряжением, существует магнитное поле, его размер пропорционален току в проводе, поэтому датчик на эффекте Холла можно использовать для измерения магнитного поля, чтобы определить величину тока в проводе. Используя этот принцип, можно спроектировать и изготовить датчик тока Холла. Преимущество датчика Холла в том, что он не имеет электрического контакта с тестируемой цепью. Таким образом, он не влияет на тестируемую цепь и не потребляет мощность тестируемого источника питания и особенно подходит для измерения больших токов.

Принцип работы датчика тока Холла показан на рисунке. Стандартный кольцевой сердечник имеет зазор. Вставьте датчик Холла в зазор. Кольцо намотано катушкой. Когда ток проходит через катушку, создается магнитное поле, и датчик Холла имеет выходной сигнал.

5. Датчик тока с обратной связью

Датчик тока магнитного баланса также называется датчиком тока с обратной связью Холла, также известным как компенсационный датчик. Магнитное поле, создаваемое измеренным током Ip основного контура на магнитном кольце, проходит через вторичную катушку, так что датчик Холла находится в рабочем состоянии обнаружения нулевого магнитного потока.

Конкретный рабочий процесс датчика тока магнитного баланса: когда ток проходит через основной контур, магнитное поле, генерируемое на проводе, собирается магнитным кольцом и индуцируется на устройстве Холла, а генерируемый выходной сигнал используется управлять соответствующей силовой лампой, чтобы получить компенсационный ток Is. Затем этот ток создает магнитное поле через многовитковую обмотку, которое прямо противоположно магнитному полю, создаваемому измеряемым током, тем самым компенсируя исходное магнитное поле и постепенно уменьшая выходную мощность устройства Холла. Когда магнитное поле, создаваемое путем умножения Ip и числа витков, равно, Is больше не увеличивается, и прибор Холла в это время играет роль указателя нулевого магнитного потока, который может быть уравновешен Is. Любое изменение измеряемого тока нарушит этот баланс. Как только магнитное поле выходит из равновесия, устройство Холла имеет выходной сигнал. Сразу после усиления мощности через вторичную обмотку протекает соответствующий ток для компенсации неуравновешенного магнитного поля. Время, необходимое от дисбаланса магнитного поля до восстановления равновесия, теоретически составляет менее 1 мкс, что является процессом динамической балансировки.

 

Рис.6. Датчик тока с обратной связью

Ⅴ Преимущества датчика на эффекте Холла

1. Датчики на эффекте Холла могут измерять произвольные формы сигналов тока и напряжения, такие как сигналы постоянного, переменного и импульсного тока, и даже переходные пики. Вторичный ток точно отражает форму волны первичного тока. Обычный трансформатор бесподобен, он подходит только для измерения синусоиды 50 Гц;

2. Между первичной и вторичной цепями имеется хорошая электрическая изоляция, и напряжение изоляции может достигать 9 В.600 В среднекв.;

3. Высокая точность: точность лучше 1% в диапазоне рабочих температур, что подходит для измерения сигналов любой формы;

4. Хорошая линейность: лучше 0,1%;

5. Широкая полоса пропускания: время нарастания широкополосного датчика тока может быть менее 1 мкс; однако полоса пропускания датчика напряжения узкая, как правило, в пределах 15 кГц, время нарастания высоковольтного датчика напряжения 6400 В среднеквадратичного значения составляет около 500 мкс, а полоса пропускания составляет около 700 Гц.

6. Диапазон измерения: Датчики Холла являются серийными продуктами, измерение тока может достигать 50 кА, измерение напряжения может достигать 6400 В.

Ⅵ Применение датчика Холла

1. Технология датчика Холла, используемая в автомобильной промышленности. антиблокировочные тормозные системы. Чтобы удовлетворить потребности различных систем, датчики на эффекте Холла бывают трех типов: переключающие, аналоговые и цифровые датчики.

Датчики на эффекте Холла могут быть изготовлены из металлов, полупроводников и т. д. Качество эффекта Холла зависит от материала проводника, который напрямую влияет на положительные ионы и электроны, протекающие через датчик. При производстве элементов Холла в автомобильной промышленности обычно используются три полупроводниковых материала, а именно арсенид галлия, антимонид индия и арсенид индия. Наиболее часто используемым полупроводниковым материалом является арсенид индия.

Форма датчика Холла определяет отличие схемы усилителя, и его выход должен быть адаптирован к управляемому устройству. Этот выход может быть аналоговым, например датчик положения ускорения или датчик положения дроссельной заслонки, или цифровым, например датчик положения коленчатого или распределительного вала.

Когда элемент Холла используется для аналогового датчика, этот датчик можно использовать в качестве термометра в системе кондиционирования воздуха или датчика положения дроссельной заслонки в системе управления мощностью. Элемент Холла подключен к дифференциальному усилителю, а усилитель подключен к транзистору NPN. Магнит закреплен на вращающемся валу. При вращении вала магнитное поле на элементе Холла усиливается. Напряжение Холла, которое он производит, пропорционально силе магнитного поля.

Когда элемент Холла используется для цифровых сигналов, таких как датчик положения коленчатого вала, датчик положения распределительного вала или датчик скорости автомобиля, сначала необходимо изменить цепь. Элемент Холла подключен к дифференциальному усилителю, а дифференциальный усилитель подключен к триггеру Шмитта. В этой конфигурации датчик выдает сигнал включения или выключения. В большинстве автомобильных цепей датчики на эффекте Холла являются поглотителями тока или сигнальными цепями заземления. Для этого к выходу триггера Шмитта необходимо подключить NPN-транзистор. Магнитное поле проходит через элемент Холла, а лопасть на спусковом колесе проходит между магнитным полем и элементом Холла.

2. Датчик Холла, установленный на таксометре

Применение датчика Холла на таксометре: сигнал, обнаруженный датчиком Холла A44E, установленным на колесе, отправляется на однокристальный микрокомпьютер. После обработки и расчета, и отправляется на блок отображения, тем самым завершая расчет пробега. Порт P3.2 используется как входной терминал сигнала, а внешнее прерывание 0 используется внутри. Каждый раз, когда колесо поворачивается (окружность колеса составляет 1 м), датчик Холла обнаруживает и выдает сигнал, вызывающий прерывание работы микроконтроллера. Когда подсчет импульсов достигает 1000 раз, то есть 1 км, однокристальный микрокомпьютер автоматически увеличивает количество импульсов.

Всякий раз, когда датчик Холла выдает сигнал низкого уровня, микроконтроллер прерывается один раз. Когда счетчик пробега подсчитывает импульсы пробега 1000 раз, программа накапливает текущую сумму, и микрокомпьютер входит в сервисную программу прерывания подсчета пробега. В этой программе необходимо выполнить операцию накопления текущего пробега и общей суммы и сохранить результат в регистре пробега и общей суммы.

3. Датчик тока Холла, используемый в преобразователе частоты

Магнитное поле индуцируется вокруг провода, по которому течет ток, а затем используется прибор Холла для обнаружения магнитного поля, индуцируемого током, и может быть измерена величина тока, который создает это магнитное поле. Таким образом, можно сконструировать датчики тока и напряжения Холла. Поскольку выходное напряжение устройства Холла пропорционально произведению приложенной к нему магнитной индукции и протекающего через него рабочего тока, это устройство с функцией умножения может быть напрямую связано с различными логическими схемами, а также напрямую приводные нагрузки различной природы. Поскольку принцип применения устройства Холла прост, обработка сигналов удобна, а само устройство имеет ряд уникальных преимуществ, оно также играет очень важную роль в инверторе.

В преобразователях частоты основная роль датчиков тока Холла заключается в защите дорогих мощных транзисторов. Поскольку время отклика датчика тока Холла меньше 1 мкс, когда происходит короткое замыкание при перегрузке, питание может быть отключено до того, как транзистор достигнет предельной температуры.

Датчик тока Холла

можно разделить на тип прямого измерения и нулевую магнитную формулу в соответствии с его режимом работы. В инверторе из-за необходимости точного контроля и расчета выбран метод нулевого магнитного потока. Усиление выходного напряжения устройства Холла, а затем усиление тока. Этот ток проходит через компенсационную катушку, и магнитное поле создается компенсационной катушкой, а магнитное поле создается измеряемым током в противоположном направлении. Если выполнено условие IoN1=IsN2, то магнитный поток в сердечнике равен 0, тогда имеет место следующая формула:

Io=Is(N2/N1)

В формуле Io — измеряемый ток, то есть ток в первичной обмотке магнитопровода. N1 — количество витков в первичной обмотке. Is — ток в компенсационной обмотке, N2 — число витков в компенсационной обмотке.