Linearni Hallov senzor efekta - radni i aplikacijski krug

Linearni Hallov senzor efekta - radni i aplikacijski krug

Linearne IC-ove s Hallovim efektom su magnetni senzorski uređaji dizajnirani da reagiraju na magnetska polja kako bi proizveli proporcionalnu količinu električne energije.



Stoga postaje korisno za mjerenje jakosti magnetskih polja i u aplikacijama kojima je potreban izlaz prebačen kroz magnetske okidače.

Moderni IC-ovi s efektom dvorane dizajnirani su tako da imaju otpornost na većinu mehaničkih stresnih uvjeta kao što su vibracije, trzaji, udarci, a također i protiv vlage i drugih atmosferskih onečišćenja.





Ovi su uređaji također imuni na promjene temperature okoline što bi inače moglo učiniti ove komponente osjetljivima na toplinu dajući netočne izlazne rezultate.

Tipično, moderne linearne IC-ove s efektom Hall Effecta mogu optimalno raditi u temperaturnom rasponu od -40 do +150 Celzijevih stupnjeva.



Osnovni dijagram pinouta

detalji pinouta senzora efekta Hall-a

Ratiometrijsko specificirano funkcioniranje

Mnogi standardni linearni IC-ovi s Hallovim efektom, poput serije A3515 / 16 tvrtke Allegro ili DRV5055 tvrtke ti.com, po prirodi su 'ratiometrijski', pri čemu se izlazni napon i osjetljivost mirnih uređaja razlikuju u skladu s naponom napajanja i temperaturom okoline.

Napon u mirovanju obično može biti polovica napona napajanja. Kao primjer ako uzmemo u obzir da je opskrbni napon uređaja 5V, u odsustvu magnetskog polja njegov mirni izlaz normalno bi bio 2.5V i varirao bi brzinom od 5mV po Gaussu.

U slučaju da se napon napajanja poveća na 5,5 V, napon u mirovanju također bi odgovarao 2,75 V, a osjetljivost bi dosegla 5,5 mV / gauss.

Što je Dynamic Offset

Linearne IC-ove s efektom Hall-a poput A3515 / 16 BiCMOS uključuju vlastiti sustav dinamičkog poništavanja pomaka uz pomoć ugrađenog visokofrekventnog impulsa, tako da se preostali napon odmaka Hallovog materijala kontrolira na odgovarajući način.

Preostali pomak mogao bi nastati normalno zbog prekomjernog oblikovanja uređaja, temperaturnih odstupanja ili zbog drugih relevantnih stresnih situacija.

Gornja značajka čini ove linearne uređaje značajno stabilnim izlaznim naponom u mirovanju, dobro imunim na sve vrste vanjskih negativnih utjecaja na uređaj.

Korištenje linearnog IC-a s Hallovim efektom

IC s Hallovim efektom može se povezati uz pomoć zadanih priključaka, pri čemu opskrbni pinovi moraju ići na odgovarajuće stezaljke istosmjernog napona (regulirane). Izlazni priključci mogu biti povezani s odgovarajuće kalibriranim voltmetrom koji ima osjetljivost koja odgovara Hallovom izlazu domet.

Preporučuje se spajanje zaobilaznog kondenzatora od 0,1 uF izravno preko opskrbnih igla IC-a kako bi se uređaj zaštitio od vanjski inducirane električne buke ili zalutalih frekvencija.

Nakon uključivanja uređaj će trebati nekoliko minuta perioda stabilizacije tijekom kojeg ne smije raditi s magnetskim poljem.

Kad se uređaj interno stabilizira na temperaturi, može se staviti pod utjecaj vanjskog magnetskog polja.

Voltmetar bi trebao odmah registrirati otklon koji odgovara jačini magnetskog polja.

Utvrđivanje gustoće protoka

Za identificiranje gustoće protoka magnetskog polja, izlazni napon uređaja može se nacrtati i smjestiti preko osi Y kalibracijske krivulje, presjek izlazne razine s kalibracijskom krivuljom potvrdio bi odgovarajuću gustoću protoka na osi X zavoj.

Područja primjene linearnih efekata Halla

  1. Linearni uređaji s Hallovim efektom mogu imati različita područja primjene, nekoliko njih je predstavljeno u nastavku:
  2. Beskontaktni mjerači osjetnika struje za otkrivanje struje koja izvana prolazi kroz vodič.
  3. Mjerač snage, identičan gore navedenom (mjerenje u vat-satima) Otkrivanje trenutne točke isključenja, gdje je vanjski krug integriran sa stupnjem osjetljivosti struje za nadzor i aktiviranje određenog prekoračenja struje.
  4. Mjerači naprezanja, gdje je faktor naprezanja magnetno povezan s Hall senzorom za osiguravanje predviđenih izlaza.
  5. Primjenjive (magnetske) primjene Detektori željeznih metala, gdje je uređaj s Hallovim efektom konfiguriran za otkrivanje željeznog materijala kroz otkrivanje relativne magnetske indukcijske jakosti. Procjenjivanje blizine, isto kao i u gornjoj aplikaciji, blizina se osjeća približavanjem relativne magnetske jakosti preko Halla uređaj.
  6. Joy-stick s osjetnikom u srednjem položaju Osjećanje razine tekućine, još jedna relevantna primjena osjetnika Hallovog uređaja. Druga slična primjena koja uključuje jačinu magnetskog polja kao glavni medij zajedno s uređajem s Hallovim efektom su: Osjetnik temperature / tlaka / vakuuma (sa sklopom mijeha) Osjetnik položaja leptira za gas ili zračni ventil Nekontaktni potenciometri.

Kružni dijagram pomoću Hall Effect senzora

Gore objašnjeni senzor Hall-ovog efekta može se brzo konfigurirati kroz nekoliko vanjskih dijelova za pretvaranje magnetskog polja u električne preklopne impulse za kontrolu opterećenja. Jednostavni shematski prikaz može se vidjeti u nastavku:

U ovoj konfiguraciji, senzor Hall efekta pretvorit će magnetsko polje unutar određene blizine i pretvoriti ga u linearni analogni signal preko svog 'izlaznog' pina.

Ovaj analogni signal može se lako koristiti za pogon tereta ili za napajanje bilo kojeg željenog sklopnog kruga.

Kako povećati osjetljivost

Osjetljivost gornjeg osnovnog sklopa Hallovog efekta mogla bi se povećati dodavanjem dodatnog PNP tranzistora, uz postojeći NPN, kao što je prikazano dolje:

.




Prethodno: Objašnjena 2 kruga digitalnog potenciometra Sljedeće: 12V, 5 amp SMPS krug punjača baterije