[Kiến thức] Cảm biến Hall là gì? tìm hiểu cách hoạt động

09/08/23

Chuyên mục: Kiến Thức Chung

Cảm biến Hall là gì?

Khi một vật dẫn mỏng( hoặc chất bán dẫn) có một dòng điện ổn định chạy qua và một nam châm được đặt sao cho từ trường của nó được tạo ra vuông góc với phương của dòng điện này.

Từ trường của dòng điện này sẽ phản ứng lại với từ trường được tạo ra bởi nam châm, trường hợp này gây ra các electron chạy qua vật dẫn bị kéo về một phía của vật dẫn do lực Lorentz.

Điều này tạo ra một điện thế, được gọi là cảm biến Hall, trong dây dẫn. Độ lớn của cảm biến Hall tỉ lệ với độ lớn của cường độ từ trường.

Lực Lorent là lực tổng hợp từ lực điện và lực từ.

Cảm biến Hall được sử dụng trong các cảm biến trong đó điện áp Hall đầu ra thu được có thể chỉ ra (phát hiện) ssự có hoặc không hoặc cường độ của từ trường.

Mặc dù cảm biến Hall hoạt động bằng cách phát hiện từ trường, chúng có thể được sử dụng để đo nhiều thông số, bao gồm vị trí, nhiệt độ, dòng điện và áp suất.

Cảm biến Hall có mấy loại

Cảm biến Hall có 2 loại đó là:

Cảm biến Hall dạng số-bao gồm công tắc cảm biến cảm biến Hall và chốt Hall và cảm biến Hall dạng dạng tương tự.

Công tắc cảm biến Hall - còn được gọi là cảm biến đơn cực - phát hiện sự có (hoặc không) của từ trường so với ngưỡng được xác định trước cho từ thông.

Nguyên lý cảm biến Hall

Khi một từ trường thích hợp được phát hiện, công tắc sẽ bật (đóng), và khi loại bỏ từ trường, công tắc sẽ tắt (mở). Cảm biến tiệm cận là một ứng dụng phổ biến cho các công tắc cảm biến Hall.

Hoạt động của cảm biến Hall kiểu chốt - còn được gọi là cảm biến lưỡng cực - tương tự như một công tắc, nhưng chốt bật (đóng) khi có từ trường dương và vẫn bật ngay cả khi từ trường bị loại bỏ.

Ngược lại, chốt tắt (mở) khi có từ trường âm và vẫn tắt ngay cả khi từ trường này bị loại bỏ. Chốt cảm biến Hall thường được sử dụng trong động cơ DC (BLDC) không chổi than để phát hiện vị trí rôto để chuyển đổi phù hợp.

Cảm biến cảm biến Digital Hall (dạng số) được lắp với bộ kích Schmitt - một mạch điều chỉnh ngưỡng chuyển đổi điểm cao hơn trên cạnh lên của tín hiệu và đến điểm thấp hơn trên cạnh xuống của tín hiệu.

bộ kích Schmitt

Sự khác biệt giữa các điểm chuyển mạch này được gọi là độ trễ và đảm bảo rằng công tắc sẽ không dao động hoặc bật-tắt do nhiễu trong tín hiệu đầu vào.

Tín hiệu tương tự, hoặc tuyến tính, cảm biến Hall tạo ra một điện áp liên tục tỷ lệ với mật độ từ thông( cường độ của từ trường) điều này làm cho chúng thích hợp để đo vị trí và sự chuyển động.

Trên thực tế, nhiều bộ mã hóa quay từ tính sử dụng cảm biến cảm biến Hall tuyến tính. Tuy nhiên, sự tương tác của dòng điện và từ trường tạo ra điện áp Hall rất nhỏ, vì vậy cảm biến Hall tuyến tính thường kết hợp bộ khuếch đại để tăng điện áp đầu ra.

Cùng với các thiết bị điện tử điều hòa tín hiệu khác để cải thiện phản hồi của cảm biến và bù trừ cân bằng lại ảnh hưởng của nhiệt độ.

Thiết bị sử dụng cảm biến Hall làm ra những thành phần cảm biến cực kỳ tốt. vì chúng hoàn toàn không tiếp xúc và không có bộ phận chuyển động. Và chúng có thể hoạt động ở tốc độ cao và tần số chuyển đổi tần số với khả năng lắp lại tốt.