מהו חיישן אפקט הול
איבר אפקט הול: הגדרה ועקרון
הגדרה
איבר אפקט הול הוא סוג מיוחד של מبدل המתוכנן למדוד שדות מגנטיים. מכיוון שמדידה ישירה של שדה מגנטי אינה פשוטה, מبدل אפקט הול משמש ככלי חשוב. הוא פועל על ידי המרת השדה המגנטי לעוצמת חשמל (EMF), גודל חשמלי שניתן למדוד באופן נוח באמצעות מדידות אנלוגיות ודיגיטליות. המרה זו מאפשרת את הכמות והניתוח של עוצמת ושדות מגנטיים בישומים שונים.
עקרון מبدل אפקט הול
העקרון הבסיסי של מبدل אפקט הול מבוסס על תופעה פיזיקלית מרתקת. כאשר סטריפ מוליך זרם ממוקם בשדה מגנטי טרנסברסלי, מושרת עוצמת חשמל (EMF) לאורך קצות הסטריפ. גודל הנתח המושרה פרופורציונלי לכמות השדה המגנטי העובר דרך הסטריפ. תכונה ייחודית זו של מוליכים, שבה presença של שדה מגנטי ומזרם חשמלי מתואמים לייצור נתח מדיד, היא המוכרת כאפקט הול.
cả מתכות ומוליכים למחצה מציגים את אפקט הול, עם חוזק והתנהגות של האפקט תלויים בצפיפות וניידות האלקטרונים שלהם. כדי להבין טוב יותר את העקרון, דמיינו את איבר אפקט הול המתואר בתמונה להלן. בסֵט-אפ זה, מוזן זרם חשמלי דרך מובילים 1 ו-2, בעוד הנתח מודד בין מובילים 3 ו-4. כאשר אין שדה מגנטי שמושך את הסטריפ המוליך, מובילים 3 ו-4 הם באותו פוטנציאל חשמלי.
כאשר שדה מגנטי מושך את הסטריפ, מופק נתח בין מובילי הפלט 3 ו-4. הנתח המושרה פרופורציונלי לחוזק השדה המגנטי. מבחינה מתמטית, ניתן לתאר את הקשר בנוסחה הבאה עבור הנתח V_H:
I הוא הזרם באמפר וב הוא צפיפות השדה המגנטי בוורב למ"ר
מبدل אפקט הול: יכולות מדידה ויישומים
יכולות מדידה
ניתן לקבוע את הזרם הזורם במוליך וחוזק השדה המגנטי על ידי ניתוח הנתחים המופקים ממبدل אפקט הול. עם זאת, במוליכים, עוצמת החשמל (EMF) שנוצרת מאפקט הול היא בדרך כלל קטנה מאוד, מה שהופך את המדידה המדויקת לאתגר. לעומת זאת, מוליכים למחצה כמו גרמניום מייצרים EMF גדול יותר. אות גדול יותר זה ניתן למדוד בקלות באמצעות מכשירי קוי נעים, מה שהופך מוליכים למחצה לשימושיים יותר ביישומים רבים מבוססי אפקט הול.
יישומי מبدل אפקט הול
מبدل אפקט הול נמצא בשימוש נרחב בתחומים שונים בזכות יכולתו הייחודית להמיר תופעות מגנטיות לאותות חשמליים. כמה מהיישומים העיקריים שלו הם כדלקמן:
1. המרת מגנטי לאלקטרי
אחד היישומים העיקריים של איבר אפקט הול הוא להמיר שדה מגנטי לאות חשמלי. כדי למדוד שדות מגנטיים, ממקמים חומר מוליך למחצה בתוך השדה המגנטי הרלוונטי. כתוצאה מכך, מופיע נתח בין קצות הסטריפים המוליכים למחצה. הנתח הזה פרופורציונלי לצפיפות השדה המגנטי, מה שמאפשר את הכמות של עוצמת השדה המגנטי.
מבלדי אפקט הול מציעים מספר יתרונות. הם דורשים מרחב מינימלי, מה שהופך אותם מתאימים לעיצובים קומפקטיים. בנוסף, הם מספקים אות חשמלי רציף שמבטא במדויק את עוצמת השדה המגנטי. עם זאת, יש להם גם מגבלה ניכרת: רגישות גבוהה לשינויי טמפרטורה. רגישות זו אומרת שהקליברציה 종료
