יישומי חיישני הול

ב-1879, בעת שעבד על עבודת הדוקטורט שלו באוניברסיטת ג'ונס הופקינס, ערך הפיזיקאי האמריקני אדווין הרברט הול ניסוי עם לוח זהב. הוא העביר זרם דרך הלוח על ידי הנחת הלוח עצמו על הזכוכית ובנוסף, הצלחת הייתה נתונה לפעולת שדה מגנטי המכוון בניצב למישור שלה ובהתאם, בניצב לזרם.

למען ההגינות, יש לציין כי בשלב זה עסק הול בפתרון השאלה האם ההתנגדות של הסליל שדרכו זורם הזרם תלויה בנוכחות לידו. מגנט קבוע, ובמסגרת העבודה הזו ערכו מדענים אלפי ניסויים. כתוצאה מניסוי לוח הזהב, נמצא הבדל פוטנציאלי מסוים בקצוות הצדדיים של הלוח.

מתח זה נקרא מתח הול... ניתן לתאר את התהליך באופן גס באופן הבא: כוח לורנץ גורם למטען שלילי להצטבר ליד קצה אחד של הלוח, ולחיובי ליד הקצה הנגדי.היחס בין מתח הול המתקבל לערך הזרם האורכי הוא מאפיין של החומר שממנו עשוי אלמנט הול מסוים, וערך זה נקרא "התנגדות הול".

אפקט הול משמש כשיטה מדויקת למדי לקביעת סוג נושאי המטען (חור או אלקטרון) במוליך למחצה או במתכת.

בהתבסס על אפקט הול, הם מייצרים כעת חיישני הול, מכשירים למדידת עוצמת שדה מגנטי וקביעת עוצמת זרם בחוט. בניגוד לשנאי זרם, חיישני הול מאפשרים למדוד גם זרם ישר. לפיכך, אזורי היישום של חיישן אפקט הול הם בדרך כלל נרחבים למדי.

מכיוון שמתח ההול קטן, זה רק הגיוני שמסופי מתח ההול מחוברים מגבר תפעולי... כדי להתחבר לצמתים דיגיטליים, המעגל מתווסף עם טריגר Schmitt ומתקבל התקן סף, המופעל ברמה נתונה של עוצמת השדה המגנטי. מעגלים כאלה נקראים מתגי הול.

לעתים קרובות חיישן הול משמש בשילוב עם מגנט קבוע ומופעל כאשר המגנט הקבוע מתקרב לחיישן במרחק מסוים שנקבע מראש.

חיישני הול נפוצים למדי במנועים חשמליים ללא מברשות או שסתומים (מנועי סרוו), כאשר החיישנים מותקנים ישירות על סטאטור המנוע ופועלים כחיישן מיקום הרוטור (RPR) המספק משוב על מיקום הרוטור, בדומה לקולט בקולט מנוע DC.

על ידי קיבוע מגנט קבוע על הפיר, אנו מקבלים מונה סיבובים פשוט, ולפעמים את השפעת המיגון של החלק הפרומגנטי עצמו על השטף המגנטי של מגנט קבוע... השטף המגנטי שממנו מופעלים חיישני הול בדרך כלל הוא 100-200 גאוס.

מיוצרים על ידי תעשיית האלקטרוניקה המודרנית, חיישני Hall תלת-חוטי כוללים טרנזיסטור n-p-n עם אספן פתוח בחבילה שלהם. לעתים קרובות, הזרם דרך הטרנזיסטור של חיישן כזה לא יעלה על 20 mA, ולכן, על מנת לחבר עומס רב עוצמה, יש צורך להתקין מגבר זרם.

השדה המגנטי של מוליך נושא זרם בדרך כלל אינו חזק מספיק כדי להפעיל חיישן הול, מכיוון שהרגישות של חיישנים כאלה היא 1-5 mV/G, ולכן, כדי למדוד זרמים חלשים, מוליך נושא זרם מתפתל על ליבה טורואידלית עם מרווח וחיישן Hall כבר מותקן במרווח... אז עם מרווח של 1.5 מ"מ, ההשראה המגנטית תהיה כעת 6 Gs/A.

למדידת זרמים מעל 25 A, מוליך הזרם עובר ישירות דרך הליבה הטורואידית. חומר הליבה יכול להיות אלציפר או פריט אם נמדד זרם בתדר גבוה.

כמה מנועי סילון יונים עובדים על בסיס אפקט הול ועובדים ביעילות רבה.

אפקט הול הוא הבסיס למצפנים אלקטרוניים בסמארטפונים מודרניים.