Nini ni Hall Effect Transducer

Kitufe cha Hall: Maana na Sera

Maana

Kitufe cha Hall ni aina maalum ya transducer iliyoundwa kusimamia maghari. Tangu uchunguzi wa gharama moja si rahisi, transducer wa kitufe cha Hall huenda kuwa zana muhimu. Huchukua gharama na kuibadilisha katika nguvu ya electromotive (emf), ambayo ni kiasi kinachoweza kupimwa rahisi kutumia mifano na midigiti. Mabadiliko haya hutoa ushawishi na tathmini ya nguvu na sifa za gharama katika matumizi mbalimbali.

Sera ya Transducer wa Kitufe cha Hall

Sera ya msingi ya transducer wa kitufe cha Hall ni ya kiholela. Waktu unaweza kubeba strip ya mwambaji ulipo wakati una gharama ya upande, nguvu ya electromotive (EMF) inapatikana tofauti kati ya pembeni za mwambaji. Umbo la chanzo la umeme kilichopatikana linamuunganishwa kwa umbalo wa densiti ya magnetic flux iliyotoka kwenye mwambaji. Hii sifa kamili ya mwambaji, ambapo uwepo wa gharama na umeme huwasaidia kuunda umeme unapotathmini, inatafsiriwa kama kitufe cha Hall.

Vita vya mwito na semiconductors wanapewa kitufe cha Hall, na nguvu na tabia ya hii sera yanategemea densiti na utaratibu wa electrons zao. Kuelewa vizuri zaidi sera hii, angalia mtazamo wa kitufe cha Hall katika picha ifuatayo. Katika uwezo huu, umeme unaletwa kwenye leads 1 na 2, na umeme wa mwisho unapimwa kwenye leads 3 na 4. Waktu hakuna gharama imetumika kwenye strip ya mwambaji, leads 3 na 4 ni juu na umeme sawa.

Waktu gharama inatumika kwenye strip, umeme wa mwisho unapimwa kwenye leads 3 na 4. Umetumika hii ya umeme inamuunganishwa kwa nguvu ya gharama. Kihesabu, uhusiano unaweza kutafsiriwa kwa kutumia fomu ifuatayo kwa umeme wa mwisho VH:

I ni umeme amperes na B ni densiti ya magnetic flux Wb/m2

Transducer wa Kitufe cha Hall: Uwezo wa Upimaji na Matumizi

Uwezo wa Upimaji

Umeme unaofika kwenye mwambaji na nguvu ya gharama zinaweza kupimwa kwa kutathmini umeme wa mwisho wa transducer wa kitufe cha Hall. Lakini, kwenye mwambaji, kitufe cha Hall - generated electromotive force (EMF) ni mara nyingi ndogo, inatoa changamoto kwa upimaji sahihi. Kwa kuzuia, semiconductors kama germanium hutengeneza EMF kubwa zaidi. Umeme huu mkubwa zaidi unaweza kupimwa rahisi kutumia vyombo vya moving-coil, kufanya semiconductors kuwa zaidi ya umuhimu kwa matumizi nyingi za upimaji wa kitufe cha Hall.

Matumizi ya Transducers wa Kitufe cha Hall

Transducer wa kitufe cha Hall unatumika sana katika vipimo mbalimbali kutokana na uwezo wake wa kiotomatiki wa kutumia matukio ya magnetic kwenye ishara za umeme. Baadhi ya matumizi muhimu yake ni ifuatayo:

1. Magnetic kwa Electric Transduction

Moja ya matumizi muhimu ya kitufe cha Hall ni kutumia magnetic flux kwenye ishara ya umeme. Kupimia magnetic fields, chanzo cha semiconductor kinaweza kuweka kwenye gharama ya maslahi. Kama matokeo, umeme unatengenezwa kati ya pembeni za strips za semiconductors. Umeme huu unamuunganishwa kwa densiti ya magnetic field, kunawezesha kuthibitisha nguvu ya magnetic field.

Transducers wa kitufe cha Hall huwa na faida nyingi. Wanahitaji eneo kidogo tu, kufanya wawe visawa kwa majengo madogo. Pia, wanatoa ishara ya umeme yenye muda ambayo inawakilisha sahihi nguvu ya magnetic field. Lakini, pia wana changamoto kubwa: uwezo mkubwa wa temperature variations. Hii inamaanisha kwamba calibration mara nyingi inahitajika kwa kila scenario ya upimaji ili kuhakikisha matokeo sahihi na wazi.

2. Upimaji wa Displacement

Vitu vya kitufe cha Hall pia vinatumika kupimia displacement ya components za structure. Kwa mfano, angalia structure ya ferromagnetic imeundwa na magnet wa permanent.

Katika matumizi ya upimaji ya displacement, transducer wa kitufe cha Hall unaweza kuwekwa kati ya poles za magnet wa permanent. Waktu position ya component ya ferromagnetic huko ndani ya setup ya gharama hii inabadilika, inabadilisha nguvu ya gharama inayoitikana kwenye kitufe cha Hall. Mabadiliko haya ya nguvu ya gharama yanaweza kutafsiriwa kwa mabadiliko ya umeme wa mwisho wa transducer, kunawezesha upimaji sahihi wa displacement ya structure ya ferromagnetic. Njia hii ya non-invasive hunawezesha uratibu wa kuangalia mzunguko wa parts ya mekaniki katika systems mbalimbali, kama vile katika machinery ya kiuchumi au mikono ya robots.

3. Upimaji wa Umeme

Transducer wa kitufe cha Hall unatoa njia ya furaha na salama ya kupimia umeme, kwa sababu unawezesha upimaji wa umeme bila hitaji wa connection ya fisiki yoyote kati ya circuit ya conductor na meter ya upimaji. Chochezi ikiwa ni alternating current (AC) au direct current (DC), wakati unatumika kwenye conductor, anaweza kutengeneza gharama kwenye conductor. Nguvu ya gharama hii inamuunganishwa kwa ukubwa wa umeme uliotumika. Gharama hii, kwa mizizi, inatumiza electromotive force (emf) kwenye strips za transducer wa kitufe cha Hall. Umbo la chanzo hili linalotengenezwa linategemea nguvu ya gharama, ambayo ni ni kuhusu umeme unayofika kwenye conductor. Kwa kupimia umeme huu, thamani ya umeme inaweza kupimwa sahihi, kufanya transducers wa kitufe cha Hall kuwa visawa kwa ajili ya current sensing katika mifano mingi ya electrical systems, kutoka kwenye networks za power distribution hadi kwenye devices za electronics.

4. Upimaji wa Nguvu

Transducers wa kitufe cha Hall pia hutumika kupimia nguvu ya conductor wa umeme. Wakati umeme unafika kwenye conductor, anaweza kutengeneza gharama, na nguvu ya gharama hii inamuunganishwa kwa ukubwa wa umeme. Gharama hii inayofika kisha inatumiza voltage kwenye strips za transducer wa kitufe cha Hall. Kutumia circuit ya multiplier pamoja na transducer, umeme wa mwisho wa multiplier unaweza kutengenezwa kwa nguvu inayotengenezwa kwenye conductor. Njia hii hunawezesha upimaji wa furaha na sahihi wa nguvu ya umeme katika matumizi mengi, ikizingatia katika electrical power systems, ambako kukagua nguvu ya umeme na mzunguko ni muhimu kwa energy management na system optimization.