logo-site-sefid
Untitled-15

اثر هال چیست

اثر هال چیست و چگونه سنسورهای اثر هال کار می‌کنند

در این آموزش یاد می‌گیریم که اثر هال چیست و چگونه سنسورهای اثر هال کار می‌کنند.

مرور کلی اثر هال

اثر هال رایج‌ترین روش اندازه‌گیری میدان مغناطیسی است و سنسورهای اثر هال بسیار محبوب هستند و کاربردهای زیادی دارند. به عنوان مثال، آن‌ها را می توان در وسایل نقلیه به عنوان سنسورهای سرعت چرخ و همچنین سنسورهای موقعیت میل‌لنگ و یا میل بادامک یافت. همچنین آن‌ها اغلب به عنوان سوییچ‌ها، تراکم MEMS، سنسورهای مجاورت و غیره استفاده می‌شوند. اکنون برخی از این سنسورها را بررسی کرده و نحوه کار آن‌ها را بررسی می‌کنیم، اما ابتدا اجازه دهید توضیح دهیم که اثر هال چیست.

اثر هال چیست ؟

این آزمایشی است که توضیح می دهد اثر هال چیست : اگر صفحه رسانای نازکی داشته باشیم، همانطور که نشان‌داده شده‌است، و جریان را در آن قرار دهیم، حامل‌های بار در یک خط مستقیم از یک سمت به سمت دیگر صفحه جریان خواهند یافت.

01-اثر-هال-چیست

حال اگر ما میدان مغناطیسی را قدری نزدیک صفحه بیاوریم، جریان مستقیم حامل‌های بار را به خاطر نیرویی به نام Lorentz Force (ویکی‌پدیا) ‏بر هم خواهیم زد. در چنین حالتی، الکترون‌ها به یک طرف صفحه و حفره‌های مثبت به طرف دیگر صفحه منحرف می‌شوند. این به این معنی است که اگر ما یک متر را بین دو طرف دیگر قرار دهیم، مقداری ولتاژ خواهیم داشت که می توان آن را اندازه‌گیری کرد.

02-اثر-هال-چیست

بنابراین اثر بدست آوردن یک ولتاژ قابل‌اندازه‌گیری، همانطور که در بالا توضیح دادیم، پس از ادوین هال که آن را در سال ۱۸۷۹ کشف کرد اثر هال نامیده می شود. حال که متوجه شدید اثر هال چیست در بخش بعدی با سنسور اثر هال آشنا خواهیم شد.

سنسورهای اثر هال

Hall Element اصلی سنسورهای مغناطیسی اثر هال، ولتاژ بسیار کوچکی تنها چند میکرو ولت در هر Gauss فراهم می‌کند، بنابراین این دستگاه‌ها معمولا با تقویت‌کننده‌های با بهره بالا تولید می‌شوند. ما در آینده در پروژه های آموزش رباتیک خود از این سنسور استفاده خواهیم کرد.

اثر هال چیست

دو نوع سنسور اثر هال وجود دارد، یکی آنالوگ و دیگری خروجی دیجیتال را فراهم می‌کند. سنسور آنالوگ از یک تنظیم‌کننده ولتاژ، یک Hall Element و یک تقویت‌کننده تشکیل شده‌است. از طرح‌های کلی مدار می‌توانیم ببینیم که خروجی سنسور، آنالوگ و متناسب با خروجی Hall Element یا قدرت میدان مغناطیسی است. این نوع سنسورها به دلیل خروجی خطی پیوسته خود، برای اندازه‌گیری مجاورت مناسب هستند و مورد استفاده قرار می‌گیرند.

04-سنسورهای-اثر-هال

از سوی دیگر، سنسورهای خروجی دیجیتال تنها دو حالت خروجی “ON” یا “OFF” را فراهم می‌کنند. این نوع از سنسورها، همانطور که در طرح‌های کلی مدار نشان‌داده شده‌است، یک عنصر اضافی دارند. این Schmitt Trigger است که پسماند یا دو سطح آستانه مختلف را فراهم می‌کند بنابراین خروجی بالا یا پایین است.

مثالی از این نوع سنسور سوئیچ اثر هال است. آن‌ها اغلب به عنوان سوییچ‌های حدی، برای مثال در چاپگرهای سه‌بعدی و ماشین‌های CNC، و همچنین برای تشخیص و موقعیت یابی در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی استفاده می شوند.

05-سنسورهای-اثر-هال

دیگر کاربردهای همزمان این سنسورها، اندازه‌گیری سرعت چرخ/ روتور یا RPM و همچنین تعیین موقعیت میل‌لنگ یا میل بادامک در سیستم‌های موتور است. این سنسورها از یک عنصر هال و یک آهن‌ربا دائمی تشکیل شده‌اند که نزدیک یک دیسک دندانه‌دار متصل به شفت دوار قرار گرفته‌اند.

06-سنسورهای-اثر-هال

gap بین سنسور و دندان‌های دیسک بسیار کوچک است بنابراین هر بار که یک دندان از نزدیک سنسور عبور می‌کند، میدان مغناطیسی اطراف را تغییر می‌دهد که باعث می‌شود خروجی سنسور بالا یا پایین برود. بنابراین خروجی سنسور یک سیگنال موج مربعی است که می‌تواند به راحتی برای محاسبه RPM شفت دوار استفاده شود.

در آینده میتوانیم از این سنسور در انواع پروژه ها خود استفاده خواهیم کرد و با این سنسور بیشتر آشنا خواهیم شد. برای مطالع مطالب بیشتر در مورد انواع سنسورها به مقالات بخش آموزش الکترونیک مراجعه کنید.

رضا قنبری
متخصص آموزش رباتیک

رضا قنبری هستم متخصص آموزش رباتیک با بیش از 10 سال سابقه فعالیت در ایران

این مطلب را به اشتراک بگذارید

Share on facebook
Share on linkedin
Share on twitter
Share on email
دسته بندی نشده

ساخت دستگاه خم کن مفتول

دستگاه خم کن مفتول سه بعدی آردینو در این آموزش به شما نشان خواهم داد که چگونه یک دستگاه خم کن مفتول سه‌بعدی مبتنی بر

طرز کار استپ موتور
آموزش الکترونیک

طرز کار استپ موتور

استپر موتور چگونه کار می کند در این مقاله آموزشی یاد می‌گیرید که طرز کار استپ موتور چگونه است. ما اصول اولیه کار استپر موتورها،

دسته بندی نشده

اثر هال چیست

اثر هال چیست و چگونه سنسورهای اثر هال کار می‌کنند در این آموزش یاد می‌گیریم که اثر هال چیست و چگونه سنسورهای اثر هال کار

1 دیدگاه دربارهٔ «اثر هال چیست»

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *