การประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ Hall

ในปี พ.ศ. 2422 ขณะทำวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยจอห์น ฮอปกินส์ นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน เอ็ดวิน เฮอร์เบิร์ต ฮอลล์ ได้ทำการทดลองกับแผ่นทองคำ เขาส่งกระแสผ่านจานโดยวางจานไว้บนกระจก และนอกจากนี้ จานยังอยู่ภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็กที่ตั้งฉากกับระนาบของมัน และตามด้วย ตั้งฉากกับกระแส

ในความเป็นธรรมควรสังเกตว่าในเวลานี้ Hall มีส่วนร่วมในการแก้ปัญหาว่าความต้านทานของขดลวดที่กระแสไหลผ่านนั้นขึ้นอยู่กับการมีอยู่ถัดจากนั้นหรือไม่ แม่เหล็กถาวรและภายในงานนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดลองหลายพันครั้ง ผลจากการทดลองแผ่นทองคำ พบความต่างศักย์ที่ขอบด้านข้างของแผ่น

แรงดันไฟฟ้านี้เรียกว่า แรงดันฮอลล์... กระบวนการสามารถอธิบายคร่าวๆ ได้ดังนี้: แรง Lorentz ทำให้เกิดประจุลบสะสมใกล้ขอบด้านหนึ่งของแผ่น และเกิดประจุบวกใกล้กับขอบด้านตรงข้ามอัตราส่วนของแรงดันฮอลล์ที่เป็นผลลัพธ์ต่อค่าของกระแสตามยาวเป็นลักษณะของวัสดุที่ใช้ทำส่วนประกอบของฮอลล์ และค่านี้เรียกว่า «ความต้านทานของฮอลล์»

Hall effect ทำหน้าที่เป็นวิธีการที่ค่อนข้างแม่นยำในการระบุประเภทของพาหะของประจุ (รูหรืออิเล็กตรอน) ในเซมิคอนดักเตอร์หรือโลหะ

จาก Hall Effect ปัจจุบันพวกเขาผลิต Hall Sensors ซึ่งเป็นอุปกรณ์สำหรับวัดความแรงของสนามแม่เหล็กและกำหนดความแรงของกระแสในเส้นลวด เซ็นเซอร์ Hall ทำให้สามารถวัดกระแสตรงได้เช่นกัน ซึ่งแตกต่างจากหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า ดังนั้น พื้นที่ใช้งานของเซนเซอร์ Hall effect จึงค่อนข้างกว้าง

เนื่องจากแรงดัน Hall มีขนาดเล็ก จึงเป็นเหตุผลเดียวที่ขั้วแรงดัน Hall เชื่อมต่ออยู่ เครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน… ในการเชื่อมต่อกับโหนดดิจิตอล วงจรจะเสริมด้วยทริกเกอร์ Schmitt และได้รับอุปกรณ์ธรณีประตู ซึ่งจะถูกกระตุ้นที่ระดับความแรงของสนามแม่เหล็กที่กำหนด วงจรดังกล่าวเรียกว่าสวิตช์ฮอลล์

บ่อยครั้งที่เซ็นเซอร์ Hall ใช้ร่วมกับแม่เหล็กถาวร และจะถูกกระตุ้นเมื่อแม่เหล็กถาวรเข้าใกล้เซ็นเซอร์ภายในระยะที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

เซ็นเซอร์ฮอลล์พบได้ทั่วไปในมอเตอร์ไฟฟ้าแบบไร้แปรงถ่านหรือวาล์ว (เซอร์โวมอเตอร์) ซึ่งเซ็นเซอร์จะติดตั้งโดยตรงบนสเตเตอร์ของมอเตอร์และทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์ตำแหน่งโรเตอร์ (RPR) ที่ให้การตอบสนองเกี่ยวกับตำแหน่งโรเตอร์ คล้ายกับตัวสะสมในตัวสะสม มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง.

โดยการติดแม่เหล็กถาวรบนเพลา เราจะได้ตัวนับการหมุนอย่างง่าย และบางครั้งเอฟเฟกต์การกำบังของชิ้นส่วนเฟอร์โรแมกเนติกเองก็มีต่อฟลักซ์แม่เหล็กของ แม่เหล็กถาวร… ฟลักซ์แม่เหล็กที่เซ็นเซอร์ Hall ถูกกระตุ้นโดยทั่วไปคือ 100-200 Gauss

ผลิตโดยอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ เซ็นเซอร์ Hall แบบสามสายมีทรานซิสเตอร์แบบ open-collector n-p-n ในบรรจุภัณฑ์ บ่อยครั้งที่กระแสผ่านทรานซิสเตอร์ของเซ็นเซอร์ดังกล่าวไม่ควรเกิน 20 mA ดังนั้นเพื่อเชื่อมต่อโหลดที่ทรงพลังจำเป็นต้องติดตั้งแอมพลิฟายเออร์ปัจจุบัน

สนามแม่เหล็กของตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้ามักจะไม่แรงพอที่จะกระตุ้นเซ็นเซอร์ Hall เนื่องจากความไวของเซ็นเซอร์ดังกล่าวคือ 1-5 mV / G ดังนั้นในการวัดกระแสอ่อน ตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าจะถูกพันบน แกน Toroidal ที่มีช่องว่างและเซ็นเซอร์ Hall ติดตั้งอยู่ในช่องว่างแล้ว ... ดังนั้นด้วยช่องว่าง 1.5 มม. การเหนี่ยวนำแม่เหล็กจะอยู่ที่ 6 Gs / A

สำหรับการวัดกระแสที่สูงกว่า 25 A ตัวนำกระแสไฟฟ้าจะผ่านแกน Toroidal โดยตรง วัสดุแกนสามารถเป็นอัลซิเฟอร์หรือเฟอร์ไรต์ได้หากตรวจวัด กระแสความถี่สูง.

เครื่องยนต์ไอออนเจ็ทบางรุ่นทำงานบนพื้นฐานของ Hall effect และทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมาก

เอฟเฟกต์ Hall เป็นพื้นฐานสำหรับเข็มทิศอิเล็กทรอนิกส์ในสมาร์ทโฟนสมัยใหม่