سنسور اثر هال چیست؟

سنسور اثر هال چیست؟

سنسور اثر هال در واقع یک مبدل است که وجود میدان مغناطیسی را با اسفاده از اثر هال تشخیص می دهد.  اثر هال یکی از قوانین فیزیکی است که در اثر قرار گرفتن یک جسم در یک میدان مغناطیسی به وجود می آید. ولتاژ هال متناسب است با جریان الکتریکی (I) و میدان مغناطیسی (B) . مقدار این ولتاژ حدودا در محدودهٔ میکرو ولت می باشد. هنگامی که یک میدان مغناطیسی وجود دارد، حرکت حامل های بار در هادی را منحرف می کند و در نتیجه اختلاف ولتاژ بین دو طرف هادی عمود بر میدان مغناطیسی و عبور جریان ایجاد می شود.این سنسور در بسیاری از لوازم و قطعات امروزی مانند اتومبیل، ماشین لباسشویی و یا یخچال به کار می روند.

ویژگی ها و اصل کار:

عملکرد بدون تماس:

سنسورهای اثر هال بدون تماس فیزیکی با میدان مغناطیسی که تشخیص می‌دهند، کار می‌کنند، و آنها را برای کاربردهای مختلفی که سنسورهای مبتنی بر تماس غیرعملی هستند، مناسب می‌سازد.

حساسیت بالا:

سنسورهای اثر هال می توانند میدان های مغناطیسی بسیار ضعیف را تشخیص دهند و به آنها اجازه می دهد آهنرباها یا مواد مغناطیسی را از راه دور تشخیص دهند.

خروجی دیجیتال:

بسیاری از سنسورهای اثر هال سیگنال خروجی دیجیتالی را ارائه می دهند که وجود یا عدم وجود میدان مغناطیسی را نشان می دهد.

پاسخ خطی:

در برخی موارد، سنسورهای اثر هال یک پاسخ خطی به تغییرات قدرت میدان مغناطیسی نشان می‌دهند که آنها را برای اندازه‌گیری دقیق مناسب می‌سازد.

برنامه های کاربردی:

سنسورهای اثر هال در طیف وسیعی از صنایع و دستگاه‌ها کاربرد پیدا می‌کنند، از جمله:

سنجش موقعیت:

حسگرهای اثر هال برای تشخیص موقعیت یا جابجایی اجسام نسبت به میدان مغناطیسی استفاده می‌شوند. آنها در کاربردهای خودرویی برای تشخیص موقعیت پدال گاز، انتخابگر دنده و پدال ترمز استفاده می شوند.

سنجش سرعت:

سنسورهای اثر هال می توانند سرعت چرخش شفت یا چرخ را با تشخیص عبور قطب های مغناطیسی یا نشانگرها اندازه گیری کنند. آنها در کاربردهای خودرو برای اندازه گیری سرعت خودرو و در ماشین آلات صنعتی برای نظارت بر تسمه نقاله و تجهیزات دوار استفاده می شوند.

حسگر مجاورتی:

حسگرهای اثر هال برای کاربردهای حسگر مجاورتی استفاده می‌شوند، جایی که وجود یا عدم وجود اجسام مغناطیسی را در محدوده خاصی تشخیص می‌دهند. آنها در سنسورهای در و پنجره، سوئیچ های مجاورت و سیستم های امنیتی استفاده می شوند.

سنجش جریان:

سنسورهای اثر هال می توانند عبور جریان را در یک هادی با تشخیص میدان مغناطیسی تولید شده توسط جریان اندازه گیری کنند. آنها در مدارهای الکترونیکی و سیستم های قدرت برای نظارت و حفاظت جریان استفاده می شوند.

مثال:

به عنوان نمونه ماژول جلوه هال UGN3144 را بررسی میکنیم :

UGN3144 یک ماژول حسگر اثر هال است که دارای سیگنال خروجی دیجیتالی می باشد و وجود یا عدم وجود میدان مغناطیسی را نشان می دهد. به طور گسترده ای برای سنجش موقعیت، سنجش سرعت و حسگر مجاورت استفاده می شود. ماژول معمولاً از یک سنسور اثر هال، مدار تهویه سیگنال و رابط خروجی تشکیل شده است.همانطور که قبلا گفتیم این ماژول دارای خروجی دیجیتال می باشد. و به همین علت برای راه انداز با برد آردوینو بسیار مناسب میباشد

ویژگی ها:

ماژول UGN3144 حساسیت بالا، مصرف انرژی کم و محدوده دمای عملیاتی گسترده ای را ارائه می دهد. توانایی تشخیص قطب مغناطیسی شمال و جنوب را دارد.

کاربردها:

ماژول UGN3144 را می توان در کاربردهای مختلفی استفاده کرد، از جمله سیستم های خودرو (مانند تشخیص موقعیت دنده و سنجش سرعت)، اتوماسیون صنعتی (مانند تشخیص موقعیت و مجاورت) و لوازم الکترونیکی مصرفی (مانند سنسورهای در و پنجره).
به طور خلاصه، سنسور اثر هال، که نمونه آن در ماژول UGN3144 نصب شده  است، یک ماژول همه کاره است که برای تشخیص میدان های مغناطیسی در طیف گسترده ای از کاربردها، از جمله سنجش موقعیت، سنجش سرعت، سنجش مجاورت و سنجش جریان استفاده می شود. عملکرد بدون تماس، حساسیت بالا و خروجی دیجیتال آن را به یک عضو مهم در سیستم های الکترونیکی مدرن تبدیل کرده است.