Halli andurid põhinevad Halli efektil. Halli efekt on pooljuhtmaterjalide omaduste uurimise põhimeetod. Halli efekti eksperimendi abil mõõdetud Halli koefitsient võimaldab määrata olulisi parameetreid, nagu pooljuhtmaterjalide juhtivuse tüüp, laengukandjate kontsentratsioon ja laengukandjate liikuvus.
Klassifikatsioon
Halli andurid jagunevad lineaarseteks Halli anduriteks ja lülitus-Halli anduriteks.
1. Lineaarne Halli andur koosneb Halli elemendist, lineaarvõimendist ja emitterijärkurist ning väljundab analoogsuurust.
2. Lülititüüpi Halli andur koosneb pingeregulaatorist, Halli elemendist, diferentsiaalvõimendist, Schmitti päästikust ja väljundastmest ning väljastab digitaalseid suurusi.
Halli efektil põhinevatest pooljuhtmaterjalidest valmistatud elemente nimetatakse Halli elementideks. Nende eelisteks on tundlikkus magnetväljade suhtes, lihtne struktuur, väike suurus, lai sageduskarakteristik, suur väljundpinge kõikumine ja pikk kasutusiga. Seetõttu on neid laialdaselt kasutatud mõõtmise, automatiseerimise, arvuti- ja infotehnoloogia valdkonnas.
Main-rakendus
Halli efekti andureid kasutatakse laialdaselt positsioonianduritena, pöörlemiskiiruse mõõtmiseks, piirlülititena ja vooluhulga mõõtmiseks. Mõned seadmed töötavad Halli efekti põhimõttel, näiteks Halli efekti vooluandurid, Halli efekti lehelülitid ja Halli efekti magnetvälja tugevuse andurid. Järgnevalt kirjeldatakse peamiselt positsiooniandurit, pöörlemiskiiruse andurit ning temperatuuri- või rõhuandurit.
1. Asendiandur
Halli efekti andureid kasutatakse libiseva liikumise tuvastamiseks. Seda tüüpi andurites on Halli elemendi ja magneti vahel täpselt kontrollitud vahe ning indutseeritud magnetväli muutub, kui magnet fikseeritud vahekaugusel edasi-tagasi liigub. Kui element asub põhjapooluse lähedal, on väli negatiivne ja kui element asub lõunapooluse lähedal, on magnetväli positiivne. Neid andureid nimetatakse ka lähedusanduriteks ja neid kasutatakse täpseks positsioneerimiseks.
2. Kiiruseandur
Kiiruse mõõtmisel asetatakse Halli efekti andur fikseeritult pöörleva magneti poole. See pöörlev magnet genereerib anduri või Halli elemendi töötamiseks vajaliku magnetvälja. Pöörlevate magnetite paigutus võib rakenduse mugavusest olenevalt varieeruda. Mõned neist paigutustest on ühe magneti paigaldamine võllile või rummule või rõngasmagnetite kasutamine. Halli andur väljastab väljundimpulsi iga kord, kui see magneti poole pöördub. Lisaks juhib protsessor neid impulsse, et määrata ja kuvada kiirust p/min. Need andurid võivad olla digitaalsed või lineaarsed analoogväljundiga andurid.
3. Temperatuuri- või rõhuandur
Halli efekti andureid saab kasutada ka rõhu- ja temperatuurianduritena, need andurid on kombineeritud rõhu suunava membraaniga ja sobivate magnetitega ning lõõtsa magnetiline sõlm liigutab Halli efekti elementi edasi-tagasi.
Rõhu mõõtmisel lõõtsad paisuvad ja kahanevad. Lõõtsade muutused põhjustavad magnetilise sõlme lähemale liikumist Halli efekti elemendile. Seetõttu on saadud väljundpinge proportsionaalne rakendatud rõhuga.
Temperatuuri mõõtmise korral suletakse lõõtsakomplekt teadaoleva soojuspaisumisomadusega gaasiga. Kambri kuumutamisel paisub lõõtsa sees olev gaas, mis põhjustab anduris temperatuuriga võrdelise pinge tekkimise.
Postituse aeg: 16. november 2022