เกี่ยวกับเซนเซอร์ฮอลล์: การจำแนกประเภทและการใช้งาน

เซ็นเซอร์ฮอลล์มีพื้นฐานมาจากปรากฏการณ์ฮอลล์ ปรากฏการณ์ฮอลล์เป็นวิธีพื้นฐานในการศึกษาคุณสมบัติของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ค่าสัมประสิทธิ์ฮอลล์ที่วัดได้จากการทดลองปรากฏการณ์ฮอลล์สามารถกำหนดพารามิเตอร์สำคัญต่างๆ เช่น ชนิดของสภาพนำไฟฟ้า ความเข้มข้นของตัวพา และการเคลื่อนที่ของตัวพาของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์

การจำแนกประเภท

เซ็นเซอร์ฮอลล์แบ่งออกเป็นเซ็นเซอร์ฮอลล์เชิงเส้นและเซ็นเซอร์ฮอลล์แบบสวิตชิ่ง

1. เซนเซอร์ฮอลล์เชิงเส้นประกอบด้วยองค์ประกอบฮอลล์ เครื่องขยายสัญญาณเชิงเส้น และตัวติดตามตัวปล่อย และปริมาณเอาต์พุตอะนาล็อก

2. เซนเซอร์ฮอลล์ชนิดสวิตช์ประกอบด้วยตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า องค์ประกอบฮอลล์ เครื่องขยายสัญญาณเชิงอนุพันธ์ ทริกเกอร์ชิมิตต์ และสเตจเอาต์พุต และเอาต์พุตปริมาณดิจิทัล

องค์ประกอบที่ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ตามปรากฏการณ์ฮอลล์เรียกว่าองค์ประกอบฮอลล์ เนื่องจากมีข้อดีคือมีความไวต่อสนามแม่เหล็ก โครงสร้างเรียบง่าย ขนาดเล็ก ตอบสนองความถี่ได้กว้าง แรงดันไฟฟ้าขาออกแปรผันมาก และมีอายุการใช้งานยาวนาน ดังนั้นจึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในด้านการวัด ระบบอัตโนมัติ คอมพิวเตอร์ และเทคโนโลยีสารสนเทศ

Mแอปพลิเคชัน ain

เซ็นเซอร์แบบ Hall effect ถูกใช้อย่างแพร่หลายในหลากหลายอุตสาหกรรม เช่น เซ็นเซอร์วัดตำแหน่ง การวัดความเร็วรอบ สวิตช์จำกัด และการวัดอัตราการไหล อุปกรณ์บางชนิดทำงานโดยอาศัย Hall effect เช่น เซ็นเซอร์วัดกระแสแบบ Hall effect สวิตช์ใบไม้แบบ Hall effect และเซ็นเซอร์วัดความแรงของสนามแม่เหล็กแบบ Hall effect ต่อไปจะอธิบายหลักๆ เกี่ยวกับเซ็นเซอร์วัดตำแหน่ง เซ็นเซอร์วัดความเร็วรอบ และเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิหรือความดัน

1. เซ็นเซอร์ตำแหน่ง

เซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ฮอลล์ใช้เพื่อตรวจจับการเคลื่อนที่แบบเลื่อน ในเซ็นเซอร์ประเภทนี้จะมีช่องว่างที่ควบคุมอย่างแน่นหนาระหว่างองค์ประกอบฮอลล์และแม่เหล็ก และสนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำจะเปลี่ยนแปลงเมื่อแม่เหล็กเคลื่อนที่ไปมาที่ช่องว่างคงที่ เมื่อองค์ประกอบอยู่ใกล้ขั้วเหนือ สนามแม่เหล็กจะเป็นลบ และเมื่อองค์ประกอบอยู่ใกล้ขั้วใต้ สนามแม่เหล็กจะเป็นบวก เซ็นเซอร์เหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าเซ็นเซอร์วัดระยะ และใช้สำหรับการระบุตำแหน่งที่แม่นยำ

2. เซ็นเซอร์ความเร็ว

ในการตรวจจับความเร็ว เซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ฮอลล์จะถูกติดตั้งให้แนบแน่นกับแม่เหล็กหมุน แม่เหล็กหมุนนี้จะสร้างสนามแม่เหล็กที่จำเป็นต่อการทำงานของเซ็นเซอร์หรือองค์ประกอบฮอลล์ การจัดเรียงแม่เหล็กหมุนอาจแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับความสะดวกในการใช้งาน การจัดวางบางส่วนทำได้โดยการติดตั้งแม่เหล็กเดี่ยวบนเพลาหรือดุม หรือโดยใช้แม่เหล็กวงแหวน เซ็นเซอร์ฮอลล์จะปล่อยพัลส์เอาต์พุตทุกครั้งที่หันหน้าเข้าหาแม่เหล็ก นอกจากนี้ พัลส์เหล่านี้จะถูกควบคุมโดยโปรเซสเซอร์เพื่อกำหนดและแสดงความเร็วเป็นรอบต่อนาที เซ็นเซอร์เหล่านี้อาจเป็นเซ็นเซอร์เอาต์พุตแบบดิจิทัลหรือแบบอนาล็อกเชิงเส้น

3. เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิหรือแรงดัน

เซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ฮอลล์ยังสามารถใช้เป็นเซ็นเซอร์แรงดันและอุณหภูมิได้ โดยเซ็นเซอร์เหล่านี้จะรวมเข้ากับไดอะแฟรมเบี่ยงเบนแรงดันที่มีแม่เหล็กที่เหมาะสม และชุดแม่เหล็กของหีบเพลงจะกระตุ้นให้องค์ประกอบเอฟเฟกต์ฮอลล์เคลื่อนที่ไปมา

ในกรณีของการวัดแรงดัน ลูกสูบจะขยายตัวและหดตัว การเปลี่ยนแปลงของลูกสูบจะทำให้ชุดแม่เหล็กเคลื่อนเข้าใกล้องค์ประกอบ Hall effect มากขึ้น ดังนั้น แรงดันเอาต์พุตที่ได้จึงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันที่ใช้

ในกรณีการวัดอุณหภูมิ ชุดประกอบของเบลโลว์จะถูกปิดผนึกด้วยก๊าซที่มีคุณสมบัติการขยายตัวทางความร้อนที่ทราบแล้ว เมื่อห้องได้รับความร้อน ก๊าซภายในเบลโลว์จะขยายตัว ซึ่งทำให้เซ็นเซอร์สร้างแรงดันไฟฟ้าที่เป็นสัดส่วนกับอุณหภูมิ