ہال ایفیکٹ ٹرانسڈیوسر کیا ہے؟

ہال ایفیکٹ سے متعلق عناصر: تعریف اور اصول

تعریف

ہال ایفیکٹ عنصر ایک خصوصی قسم کا ترانسڈیوسر ہے جو میگنیٹک فیلڈ کی پیمائش کے لیے بنایا جاتا ہے۔ میگنیٹک فیلڈ کی مستقیم پیمائش آسان نہیں ہوتی، لہذا ہال ایفیکٹ ترانسڈیوسر ایک قیمتی اوزار ثابت ہوتا ہے۔ یہ عمل کرتا ہے کہ میگنیٹک فیلڈ کو الیکٹروموٹیو فورس (emf) میں تبدیل کرتا ہے، جو ایک الیکٹریکل مقدار ہوتی ہے جس کو آنا لاجیٹک اور ڈیجیٹل میٹرز کے ذریعے آسانی سے پیمائش کیا جا سکتا ہے۔ اس تبدیلی کی وجہ سے مختلف استعمالات میں میگنیٹک فیلڈ کی طاقت اور خصوصیات کی کمیٹیشن اور تجزیہ کیا جا سکتا ہے۔

ہال ایفیکٹ ترانسڈیوسر کا اصول

ہال ایفیکٹ ترانسڈیوسر کا زیریں اصول ایک دلچسپ فزیکل پھینومین پر مبنی ہے۔ جب کرنٹ کریئنگ کنڈکٹر سٹرپ کو مساوی میگنیٹک فیلڈ میں رکھا جاتا ہے تو کنڈکٹر کے کناروں پر الیکٹروموٹیو فورس (EMF) پیدا ہوتی ہے۔ پیدا ہونے والے ولٹیج کی مقدار میگنیٹک فلاکس کی گنجائش کے برابر ہوتی ہے جو کنڈکٹر کے ذریعے گزر رہا ہوتا ہے۔ یہ کنڈکٹرز کی ایک منفرد خصوصیت ہے، جہاں میگنیٹک فیلڈ اور الیکٹرک کرنٹ کے موجودہ کے درمیان تعامل سے مismeasurable ولٹیج پیدا ہوتا ہے، جسے ہال ایفیکٹ کہا جاتا ہے۔

دونوں میٹلز اور سیمی کنڈکٹرز ہال ایفیکٹ ظاہر کرتے ہیں، اس اثر کی طاقت اور طرز عمل ان کے الیکٹرون کی گنجائش اور موبائلٹی پر منحصر ہوتا ہے۔ اس اصول کو بہتر طور پر سمجھنے کے لیے نیچے دی گئی تصویر میں ظاہر کردہ ہال ایفیکٹ عنصر کو دیکھیں۔ اس تنظیم میں، الیکٹرک کرنٹ لیڈ 1 اور 2 کے ذریعے فراہم کیا جاتا ہے، جبکہ آؤٹ پٹ ولٹیج لیڈ 3 اور 4 پر پیمائش کیا جاتا ہے۔ جب کنڈکٹر سٹرپ پر کوئی میگنیٹک فیلڈ لاگو نہیں کیا جاتا ہے تو لیڈ 3 اور 4 ایک ہی الیکٹرکل پوٹنشل پر ہوتے ہیں۔

جب کنڈکٹر سٹرپ پر میگنیٹک فیلڈ لاگو کیا جاتا ہے تو آؤٹ پٹ لیڈ 3 اور 4 پر ایک ولٹیج پیدا ہوتا ہے۔ یہ القیاس شدہ ولٹیج میگنیٹک فیلڈ کی طاقت کے برابر ہوتا ہے۔ ریاضیاتی طور پر، آؤٹ پٹ ولٹیج VH کے لیے رشتہ کو نیچے دی گئی فارمولہ کے ذریعے بیان کیا جا سکتا ہے:

I کرنٹ امپیر میں ہوتا ہے اور B فلاکس گنجائش Wb/m2 میں ہوتی ہے

ہال ایفیکٹ ترانسڈیوسر: پیمائش کی صلاحیتوں اور کاربردگی

پیمائش کی صلاحیتیں

کنڈکٹر سے گزرنے والے کرنٹ اور میگنیٹک فیلڈ کی طاقت دونوں کو ہال ایفیکٹ ترانسڈیوسر کے آؤٹ پٹ ولٹیج کے ذریعے معلوم کیا جا سکتا ہے۔ لیکن کنڈکٹرز میں ہال ایفیکٹ - پیدا کردہ الیکٹروموٹیو فورس (EMF) عام طور پر بہت چھوٹا ہوتا ہے، جس کی وجہ سے صحیح پیمائش کے لیے چیلنج ہوتا ہے۔ مقابلے میں، جرمنیم جیسے سیمی کنڈکٹرز کی جانب سے نسبتاً بڑا EMF پیدا ہوتا ہے۔ یہ بڑا سگنل موویںگ کوئل آلات کے ذریعے آسانی سے پیمائش کیا جا سکتا ہے، جس کی وجہ سے سیمی کنڈکٹرز کو بہت سی ہال ایفیکٹ - مبنی پیمائش کی کاربردگیوں کے لیے زیادہ عملی بناتا ہے۔

ہال ایفیکٹ ترانسڈیوسر کی کاربردگیاں

ہال ایفیکٹ ترانسڈیوسر کو مختلف شعبوں میں وسیع استعمال کیا جاتا ہے کیونکہ اس کی منفرد صلاحیت ہے کہ وہ میگنیٹک پہنومین کو الیکٹرکل سگنل میں تبدیل کرتا ہے۔ اس کی کچھ کلیدی کاربردگیاں درج ذیل ہیں:

1. میگنیٹک سے الیکٹرک ترانسڈیوشن

ہال ایفیکٹ عنصر کی ایک اہم کاربردگی یہ ہے کہ میگنیٹک فلاکس کو الیکٹرکل سگنل میں تبدیل کرنا ہے۔ میگنیٹک فیلڈ کی پیمائش کے لیے، سیمی کنڈکٹر میٹریل کو متعلقہ میگنیٹک فیلڈ میں رکھا جاتا ہے۔ اس کے نتیجے میں، سیمی کنڈکٹر سٹرپ کے اوپر ولٹیج پیدا ہوتا ہے۔ یہ ولٹیج میگنیٹک فیلڈ کی گنجائش کے برابر ہوتا ہے، جس سے میگنیٹک فیلڈ کی طاقت کی کمیٹیشن ممکن ہوتی ہے۔

ہال ایفیکٹ ترانسڈیوزر کئی فوائد فراہم کرتے ہیں۔ ان کی ضرورت کم جگہ ہوتی ہے، جس کی وجہ سے وہ کمپیکٹ ڈیزائن کے لیے مناسب ہوتے ہیں۔ علاوہ ازیں، وہ ایک مستقل الیکٹرکل سگنل فراہم کرتے ہیں جو میگنیٹک فیلڈ کی طاقت کو صحیح طور پر منعکس کرتا ہے۔ لیکن ان کی ایک قابل ذکر حد بندی ہے: ٹیمپریچر کی تبدیلیوں کی بہت زیادہ حساسیت۔ یہ حساسیت کی وجہ سے ہر فرد کی پیمائش کی صورتحال کے لیے کیلیبریشن کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ صحیح اور موثوق نتائج حاصل کیے جا سکیں۔

2. ڈسپلیسمنٹ کی پیمائش

ہال ایفیکٹ عناصر کو سٹرکچرل کمپوننٹس کی ڈسپلیسمنٹ کی پیمائش کے لیے بھی استعمال کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایک فیرومیگنیٹک سٹرکچر کو ملکنے والا میگنیٹ کو دیکھیں۔

ڈسپلیسمنٹ کی پیمائش کی کاربردگیوں میں، ہال ایفیکٹ ترانسڈیوسر کو ملکنے والا میگنیٹ کے دھاتوں کے درمیان رکھا جاتا ہے۔ جب فیرومیگنیٹک کمپوننٹ کی پوزیشن یہ میگنیٹک فیلڈ کی ڈھانچے میں تبدیل ہوتی ہے تو یہ ہال ایفیکٹ عنصر کے ذریعے تجربہ کی جانے والی میگنیٹک فیلڈ کی طاقت کو تبدیل کرتا ہے۔ میگنیٹک فیلڈ کی طاقت کی یہ تبدیلی ترانسڈیوسر کے آؤٹ پٹ ولٹیج میں متناسب تبدیلی کی طرف لے جاتی ہے، جس سے فیرومیگنیٹک سٹرکچر کی ڈسپلیسمنٹ کی صحیح پیمائش ممکن ہوتی ہے۔ یہ غیر مداخلتی طریقہ صنعتی مشینری یا روبوٹک آرم جیسے مختلف نظاموں میں مکینکل پارٹس کی تحرک کو مانیٹر کرنے کے لیے موثوق طریقہ فراہم کرتا ہے۔

3. کرنٹ کی پیمائش

ہال ایفیکٹ ترانسڈیوسر کرنٹ کی پیمائش کے لیے بہت آسان اور سیف طریقہ فراہم کرتا ہے، کیونکہ یہ کرنٹ کی پیمائش کرنے کی ضرورت نہیں ہوتی کہ کنڈکٹر سرکٹ اور میزرنگ میٹر کے درمیان کوئی مستقیم فزیکل کنکشن ہو۔ چاہے وہ متبادل کرنٹ (AC) ہو یا مستقیم کرنٹ (DC)، جب کرنٹ کو کنڈکٹر پر لاگو کیا جاتا ہے تو کنڈکٹر کے گرد ایک میگنیٹک فیلڈ پیدا ہوتا ہے۔ یہ میگنیٹک فیلڈ کرنٹ کی مقدار کے برابر ہوتا ہے۔ یہ میگنیٹک فیلڈ، بالکل، ہال ایفیکٹ ترانسڈیوسر کے سٹرپز کے درمیان الیکٹروموٹیو فورس (emf) کو القیاس کرتا ہے۔ القیاس شدہ EMF کی مقدار کرنٹ کی مقدار سے متعلق ہوتی ہے جو کنڈکٹر کے ذریعے گزر رہا ہوتا ہے۔ القیاس شدہ EMF کی پیمائش کے ذریعے کرنٹ کی مقدار کو صحیح طور پر معلوم کیا جا سکتا ہے، جس کی وجہ سے ہال ایفیکٹ ترانسڈیوزر کرنٹ سنسنگ کے لیے وسیع طیارے میں مخصوص ہوتا ہے، جس میں بجلی کی تقسیم کے نیٹ ورک سے لے کر الیکٹرانک ڈیوائسز تک شامل ہیں۔

4. پاور کی پیمائش

ہال ایفیکٹ ترانسڈیوزر کو الیکٹرکل کنڈکٹر کی پاور کی پیمائش کے لیے بھی استعمال کیا جاتا ہے۔ جب کرنٹ کو کنڈکٹر کے ذریعے گزارا جاتا ہے تو یہ ایک میگنیٹک فیلڈ پیدا کرتا ہے، جس کی شدت کرنٹ کی مقدار کے برابر ہوتی ہے۔ یہ میگنیٹک فیلڈ ہال ایفیکٹ ترانسڈیوزر کے سٹرپز کے درمیان ولٹیج کو القیاس کرتا ہے۔ ترانسڈیوزر کے ساتھ ملٹیپلائر سرکٹ کا استعمال کرتے ہوئے، ملٹیپلائر کا آؤٹ پٹ ولٹیج کنڈکٹر میں پھیلے گئے پاور کے برابر بنایا جا سکتا ہے۔ یہ نقطہ نظر مختلف کاربردگیوں میں الیکٹرکل پاور کی کارآمد اور صحیح پیمائش کی اجازت دیتا ہے، جس میں بجلی کی نظام کے اندر پاور کنسیمپشن اور فلو کی نگرانی کا کردار بہت اہم ہوتا ہے۔