Датчик Холла є електронним пристроєм, який використовує ефект Холла для вимірювання магнітних полів. Основним компонентом датчика Холла є тонкий напівпровідник, зазвичай згортка або пластина, через який протікає струм.
Датчик Холла може бути виготовлений на основі різних матеріалів, таких як германій, індій або галій.
Принцип роботи датчика Холла
Робота датчика Холла ґрунтується на ефекті Холла, який виявився в 1879 році американським фізиком Едвардом Холлом.
За наявності магнітного поля, з’являється електричне напруження в напрямку перпендикулярному як струму, так і полю. Це напруження, відоме як ефект Холла, залежить від сили та напрямку магнітного поля і може бути виміряно датчиком Холла.
Подавши постійну напругу на краї прямокутної пластини (А і В) і помістивши її в магнітне поле, Едвін Холл виявив різницю потенціалів на двох інших краях (С та D).
Відповідно до законів електродинаміки, сила Лоренца впливає на носії заряду, що призводить до різниці потенціалів. Величина напруги Uхолла досить мала, не більше від 10 мкВ до 100 мВ, вона залежить як від сили струму, і напруженості електромагнітного поля.
Типи датчиків Холла
Аналогові датчики Холла
Аналогові, що використовують принцип перетворення магнітної індукції у напругу. Тобто, полярність і величина напруги безпосередньо залежать від характеристик магнітного поля.
Цифрові датчики
Цифрові. На відміну від попереднього типу датчик має всього два стійкі положення, що сигналізують про наявність або відсутність магнітного поля. Тобто спрацьовування відбувається в тому випадку, коли інтенсивність магнітного поля досягла певної величини. Саме цей тип пристроїв застосовується в автомобільній техніці як датчик швидкості, фази, положення розподільного, а також колінчастого валу і т.д.
В основному такі датчики поділяються на два види:
- Уніполярні. Реагують лише на один магнітний полюс. На протилежний магнітний полюс не звертають жодної уваги. Наприклад, підносимо південний полюс магніту і датчик спрацює. На північний магнітний полюс він не реагуватиме.
- Біполярні. Підносимо магніт одним полюсом – датчик спрацює і продовжуватиме працювати навіть тоді, коли ми приберемо магніт від датчика. Для того щоб його вимкнути, нам треба подати на нього іншу полярність магніту.
Застосування датчика Холла
Датчики Холла мають декілька важливих застосувань:
- Вимірювання магнітних полів: Датчики Холла використовуються для вимірювання і моніторингу магнітних полів у різних пристроях і системах. Наприклад, вони можуть бути використані в електронних компасах, магнітометрах, системах навігації, автомобільних датчиках ABS тощо.
- Детектори прокатування: Датчики Холла використовуються у пристроях для виявлення прокатування або руху металевих об’єктів. Вони можуть бути використані, наприклад, у пристроях безконтактної вимірювальної та контрольної техніки.
- Електронні перемикачі: Датчики Холла можуть бути використані як елементи електронних перемикачів. Вони можуть виявляти магнітне поле та виконувати переключення в різних пристроях, таких як двері, вимикачі освітлення, системи безпеки тощо.
- Електронні регулятори: Датчики Холла використовуються у пристроях регулювання, де потрібно виміряти або контролювати магнітне поле. Наприклад, вони можуть бути використані в системах регулювання обертів, педалі газу автомобіля, велосипедних рульових системах та інших аналогічних пристроях.
Це лише кілька прикладів застосувань датчиків Холла. Завдяки своїй надійності, високій чутливості та широкому спектру застосувань, датчики Холла знайшли своє місце в багатьох промислових та електронних системах.