Lineaarinen Hall-efektianturi - työ- ja sovelluspiiri

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





Lineaariset Hall-vaikutuspiirit ovat magneettianturilaitteita, jotka on suunniteltu vastaamaan magneettikenttiin tuottamaan suhteellinen määrä sähkötehoa.

Siten siitä tulee hyötyä magneettikenttien voimakkuuden mittaamisessa ja sovelluksissa, jotka edellyttävät magneettiliipaisimien kautta kytkettyä lähtöä.



Nykyaikaiset sali-ilmiön IC: t on suunniteltu kestämään useimpia mekaanisia rasitusolosuhteita, kuten tärinää, nykimistä, iskuja, kosteutta ja muita ilmansaasteita.

Nämä laitteet ovat myös immuuneja ympäristön lämpötilavaihteluille, jotka muuten voisivat tehdä näistä komponenteista alttiita lämmölle ja tuottaa virheellisiä tuloksia.



Tyypillisesti modernit lineaariset Hall Effect IC: t voivat toimia optimaalisesti lämpötila-alueella -40 - +150 celsiusastetta.

Peruskiinnityskaavio

Hall-anturin pinout-yksityiskohdat

Ratiometrisesti määritelty toiminta

Monet tavalliset lineaariset Hall-vaikutuspiirit, kuten Allegro A3515 / 16 -sarja tai ti.comin DRV5055, ovat luonteeltaan 'ratiometrisiä', jolloin laitteiden lepotilassa oleva lähtöjännite ja herkkyys vaihtelevat syöttöjännitteen ja ympäristön lämpötilan mukaan.

Lepotila voi tyypillisesti olla puolet syöttöjännitteestä. Esimerkiksi jos katsomme laitteen syöttöjännitteen olevan 5 V, magneettikentän puuttuessa sen lepotilalähtö olisi normaalisti 2,5 V ja vaihtelisi nopeudella 5 mV / Gauss.

Jos syöttöjännitteen pitäisi nousta 5,5 V: iin, lepotila-jännite vastaisi myös 2,75 V: ta herkkyyden ollessa 5,5 mV / gauss.

Mikä on dynaaminen siirtymä

Lineaariset Hall-vaikutuspiirit, kuten A3515 / 16 BiCMOS, sisältävät oman dynaamisen offset-peruutusjärjestelmän sisäänrakennetun korkeataajuisen pulssin avulla, jotta Hall-materiaalin jäännössiirtojännitettä ohjataan asianmukaisesti.

Jäännöspoikkeama voi syntyä normaalisti laitteen ylivalun, lämpötilan poikkeamien tai muiden asiaankuuluvien stressitilanteiden vuoksi.

Yllä oleva ominaisuus tekee näistä lineaarisista laitteista merkittävän vakaan lepotilassa olevan lähtöjännitteen, joka on hyvin immuuni kaikentyyppisille laitteeseen kohdistuville ulkoisille negatiivisille vaikutuksille.

Lineaarisen Hall-vaikutuspiirin käyttäminen

Hall-vaikutuspiiri voidaan liittää annettujen liitäntöjen avulla, joissa syöttötapien on mentävä vastaaviin tasajänniteliittimiin (säädelty) .Lähtöliittimet voidaan liittää asianmukaisesti kalibroituun volttimittariin, jonka herkkyys vastaa Hall-lähtöä alue.

0,1uF: n ohituskondensaattorin kytkeminen suoraan IC: n syöttötappien yli on suositeltavaa laitteen suojaamiseksi ulkoisesti aiheutetulta sähköiseltä melulta tai hajataajuuksilta.

Virran kytkemisen jälkeen laite voi tarvita muutaman minuutin stabilointijakson, jonka aikana sitä ei saa käyttää magneettikentällä.

Kun laite vakauttaa sisäisesti lämpötilansa, se saattaa joutua ulkoisen magneettikentän vaikutukseen.

Jännitemittarin tulisi välittömästi rekisteröidä taipuma, joka vastaa magneettikentän voimakkuutta.

Vuon tiheyden tunnistaminen

Magneettikentän vuon tiheyden tunnistamiseksi laitteiden lähtöjännite voidaan piirtää ja sijoittaa kalibrointikäyrän Y-akselin yli, lähtötason ja kalibrointikäyrän leikkaus vahvistaisivat vastaavan vuon tiheyden X-akselilla käyrä.

Lineaarisen Hall-efektin käyttöalueet

  1. Lineaarisen Hall-efektilaitteiden sovellusalueet voivat olla erilaisia, muutamia niistä on esitetty alla:
  2. Kosketuksettomat virtamittausmittarit johtimen ulkopuolelta kulkevan virran havaitsemiseksi.
  3. Tehoanturimittari, identtinen yllä olevan kanssa (wattituntimittaus) Virran laukaisupisteen tunnistus, jossa ulkoinen piiri on integroitu virrantunnistusvaiheeseen määrätyn ylirajan valvomiseksi ja laukaisemiseksi.
  4. Venymäliusamittarit, joissa vedonkerroin on magneettisesti kytketty Hall-anturiin aiottujen lähtöjen aikaansaamiseksi.
  5. Puolueelliset (magneettisesti) tunnistavat sovellukset Rautametallinilmaisimet, joissa Hall-efektilaite on määritetty havaitsemaan rautamateriaali suhteellisen magneettisen induktion voimakkuuden havaitsemisen avulla. laite.
  6. Joy-stick keskiasentotunnistuksella Nestetason tunnistus, toinen asiaankuuluva Hall-laitteen anturisovellus. Muita vastaavia sovelluksia, joihin magneettikentän voimakkuus liittyy pääasiallisena väliaineena Hall-efektilaitteen ohella, ovat: Lämpötila / paine / tyhjiöanturi (paljeyksiköllä) Kaasu- tai ilmaventtiilin asennon tunnistavat kosketuksettomat potentiometrit.

Piirikaavio Hall-efektianturilla

Edellä selitetty Hall-efektianturi voidaan nopeasti konfiguroida muutaman ulkoisen osan kautta magneettikentän muuntamiseksi sähköisiksi vaihtopulsseiksi kuorman hallitsemiseksi. Yksinkertainen piirikaavio voidaan nähdä alla:

Tässä konfiguraatiossa Hall-efektianturi muuntaa magneettikentän määrätyn läheisyyden sisällä ja muuntaa sen lineaariseksi analogiseksi signaaliksi 'out' -tapinsa yli.

Tätä analogista signaalia voidaan helposti käyttää kuorman kuljettamiseen tai minkä tahansa halutun kytkentäpiirin syöttämiseen.

Kuinka lisätä herkkyyttä

Yllä olevan halli-ilmiöpiirin herkkyyttä voitaisiin lisätä lisäämällä ylimääräinen PNP-transistori nykyisen NPN: n kanssa, kuten alla on esitetty:

.




Edellinen: 2 digitaalista potentiometripiiriä selitetty Seuraava: 12 V: n, 5 A: n SMPS-akkulaturi