Ефект Холла був відкритий в 1879 р американським ученим Едвіном Гербертом Холом. Він займався вирішенням питання про те, чи залежить опір котушки, порушуємо струмом, від наявності поруч з нею постійного магніту. Провівши тисячі дослідів, він виявив, що якщо напрямок магнітного поля перпендикулярно напрямку струму в провіднику, то в поперечному
напрямку (і до току, і до вектора індукції магнітного поля) з'являється напруга Uh, зване напругою
Холла (рис.1). Ця напруга визначається за такою формулою: Uh = Rh H I sin w / d, де Rh - коефіцієнт Холла, який сильно залежить від матеріалу провідника; Н - напруженість магнітного поля; I - струм в провіднику; w - кут між напрямком струму і вектором індукції магнітного поля (якщо w = 90 °, sin w = 1); d - товщина матеріалу.
Відкриття Холла потрясло сучасників тим, що він примудрився виміряти сверхмалі напруги, так як використаний ним матеріал (золота пластинка) мав дуже малий коефіцієнт Rh. З цієї причини ефект Холла залишався лабораторним курйозом і не знаходив застосування аж до середини нашого століття, коли були відкриті матеріали, що мають досить високий коефіцієнт Rh. До цих матеріалів відносяться: надчистий германій або кремній, сплав магнію, цинку і кобальту, арсенід індію, антимонід індію, арсенід галію. Найчастіше в даний час використовується арсенід індію, так як він має низький температурний коефіцієнт (менш - 0,1% / ° С) і низький електричний опір.
Датчик Холла в порівнянні з іншими датчиками має унікальну особливість: вихідний ефект визначається твором вхідних ефектів.
Завдяки цьому області застосування датчиків Холла великі. Перерахуємо деякі з них:
1) зчитування даних з магнітних карток;
2) датчики наближення;
3) датчики швидкості обертання;
4) вимірювання потужності;
5) перемножителя;
6) вимір магнітного поля;
7) вимір струму;
8) лінійні (кутові) перетворювачі;
9) магнітні головки;
10) вимір повітряних зазорів;
11) вимір температури.
Оскільки напруга Холла невелика, до висновків напруги Холла зазвичай підключають операційний підсилювач ОУ (рис.2, а).
Якщо до виходу ОУ підключити тригер Шмітта (рис.2, б), то схему можна підключити до цифрових вузлів. Ця схема являє собою граничний пристрій, що спрацьовує при певному рівні напруженості магнітного поля (іноді його називають перемикачем Холла).
Датчики Холла зазвичай використовують в парі з постійними магнітами. У варіанті рис.2, б датчик спрацьовує при наближенні постійного магніту на певну відстань. Якщо закріпити постійний магніт, наприклад, на обертовому валу, то можна побудувати лічильник оборотів валу. Можна і не закріплювати магніт на рухомій феромагнітної деталі. На рис.3 показана
схема взаємодії, при якій деталь (наприклад, лопата гвинта) екранує магнітне поле постійного магніту. Зазвичай датчики Холла спрацьовують при магнітному потоці 100-200 Гс.
Випускають трехвиводние датчики Холла (рис.4, а). У корпусі датчика Холла встановлюють n-p-n транзистор з відкритим колектором. На рис.4, б показана схема підключення такого датчика Холла до логічного КМОП-елементу. На рис.4, в показана схема підключення світлодіода до датчика Холла.
Зазвичай ток через транзистор датчика не повинен перевищувати 20 мА. З огляду на падіння напруги на світлодіоді близько 1,5 В, можна розрахувати опір резистора: R = (12 - 1,5) В / 0,02 А = 525 Ом (вибираємо близьке значення із стандартного ряду 560 Ом). Для підключення потужного навантаження необхідно встановити підсилювач струму. На рис.5 показано включення навантаження в мережі змінного струму через потужний симистор.
Струм керуючого електрода симистора 80 мА формується в додатковому транзисторі - підсилювачі струму.
Зазвичай магнітне поле провідника зі струмом недостатньо інтенсивне для роботи датчика Холла. чутливість
датчиків Холла становить 1 ... 5 мВ / Гс. Магнітна індукція провідника зі струмом оцінюється за формулою В (Гаусс) = I (А) / 4пr (дюймів), де r - відстань від осі провідника. Тому для вимірювання слабких струмів застосовують конструкцію рис.6, в якій провідник зі струмом обвиває тороидальний сердечник з зазором, в зазорі встановлюють датчик Холла. При зазорі 1,5 мм магнітна індукція складе 6 Гс / А. Для вимірювання сильних струмів (більше 25 А) застосовують конструкцію рис.7, в якій провідник зі струмом пропускають через тороидальний сердечник. Матеріал сердечника - альсифера або (на високих частотах) ферит.
На перемикачі Холла можна побудувати струмове реле. Магнітне поле котушки зі струмом замикається через перемикач Холла (рис.8). Якщо поріг спрацьовування перемикача Холла становить 200 Гс, то кількість витків котушки для заданого струму I розраховують за формулою N = 33 / I (А). Наприклад, для струму 100 мА необхідно намотати 330 витків.
У табл.1 приведені параметри датчиків Холла фірми Allegro MicroSystems, Inc.
У табл.2 наведені параметри датчиків Холла фірми Honeywel
випадкові статті
Радіомікрофон предстовляет собою моломощний передавач ч ЧС модуляції на фіксованій частоті 88-108МГц. Пітетеся передавач від мережевого адаптера на 9В (шнури живлення цього адаптера і є антеною). М1 електретний, L1 - L4 - готові ВЧ дроселі. L5 L6 безкаркасні - спочатку на оправці діаметром 8 мм виток до витка намотують L5 - ... Детальніше.
Простим дотиком до сенсорної пластині ви можете збільшити інтенсивність світла лампи розжарювання в три етапи. Якщо ви торкнетеся сенсорної пластиною, лампочка загориться тьмяно. При другому дотику лампа буде світитися на середньої потужності. При третьому торканні, лампочка буде горіти на повній потужності. Ще один дотик змусить вимкнеться світло. Основа сенсорного регулятора ... Детальніше.
Моделі: BBK-940S BBK-950SПодробнее.
Представлений передпідсилювач дуже простий, але дуже низький рівнем спотворень. Як правило якість відтвореного звуку на всіх симетричних підсилювачів залежить від точності використовуваних матеріалів, транзисторів, конденсаторів і резисторів. Елементна база R1 = 100Kohm R9 = 100Kohm C6-7 = 47uF 40V R2-3 = 82Kohm R10 = 1Kohm T1-2 = BC 550C R4-5 = 22Kohm C1-3 = 10uF MKT T3-4 = BC ... Детальніше.
Діод - електронний елемент, що володіє різною провідністю залежно від напряму електричного струму. Електроди діода носять назви анод і катод. …Детальніше.
Транзистор, напівпровідниковий тріод - радіоелектронний компонент з напівпровідникового матеріалу, звичайно з трьома висновками, здатний від невеликого вхідного сигналу управляти значним ... Детальніше.
На малюнку показана схема перетворювача постійної напруги 12 В в 180 В. Дана схема може використовуватися в якості джерела живлення ... Детальніше.