Kodėl Hall efekto jutikliuose reikia nuolatinių magnetų

Holo efekto jutiklis arba Holo efekto keitiklis yra integruotas jutiklis, pagrįstas Holo efektu ir sudarytas iš Holo elemento ir jo pagalbinės grandinės. Holo jutiklis plačiai naudojamas pramoninėje gamyboje, transporte ir kasdieniame gyvenime. Iš vidinės salės jutiklio struktūros arba naudojimo metu pastebėsite, kadnuolatinis magnetasyra svarbi darbo dalis. Kodėl Hall jutikliams reikalingi nuolatiniai magnetai?

Holo jutiklio struktūra

Visų pirma, pradėkite nuo Hall jutiklio veikimo principo, Hall Effect. Holo efektas – tam tikras elektromagnetinis efektas, kurį 1879 m. atrado amerikiečių fizikas Edvinas Herbertas Holas (1855-1938), tyrinėdamas metalų laidumo mechanizmą. Kai srovė praeina per laidininką statmenai išoriniam magnetiniam laukui, nešiklis nukrypsta ir bus sukurtas papildomas elektrinis laukas statmenai srovės ir magnetinio lauko krypčiai, todėl abiejuose laidininko galuose susidaro potencialų skirtumas. Šis reiškinys yra Holo efektas, dar vadinamas Holo potencialų skirtumu.

 Hall efekto principas

Holo efektas iš esmės yra judančių įkrautų dalelių nukreipimas, kurį sukelia Lorenco jėga magnetiniame lauke. Kai įkrautos dalelės (elektronai ar skylės) yra apribotos kietose medžiagose, šis įlinkis sukelia teigiamų ir neigiamų krūvių kaupimąsi statmena srovei ir magnetiniam laukui, taip suformuojant papildomą skersinį elektrinį lauką.

Lorenco jėga

Žinome, kad kai elektronai juda magnetiniame lauke, juos paveiks Lorenco jėga. Kaip ir aukščiau, pirmiausia pažiūrėkime į paveikslėlį kairėje. Kai elektronas juda aukštyn, jo sukurta srovė juda žemyn. Na, naudokimės kairiosios rankos taisykle, tegul magnetinio lauko B magnetinio jutimo linija (sušauta į ekraną) prasiskverbia į delną, tai yra, delnas nukreiptas į išorę, ir keturiais pirštais nukreipkite į srovės kryptis, ty keturiais taškais žemyn. Tada nykščio kryptis yra elektrono jėgos kryptis. Elektronai verčiami į dešinę, todėl, veikiant išoriniam magnetiniam laukui, plonos plokštės krūvis pasvirs į vieną pusę. Jei elektronas pakryps į dešinę, kairėje ir dešinėje pusėse susidarys potencialų skirtumas. Kaip parodyta paveikslėlyje dešinėje, jei voltmetras prijungtas prie kairės ir dešinės pusės, bus aptikta įtampa. Tai yra pagrindinis salės indukcijos principas. Aptikta įtampa vadinama Hall indukuota įtampa. Pašalinus išorinį magnetinį lauką, Holo įtampa išnyksta. Jei pavaizduotas paveikslėlyje, Hall efektas yra panašus į šią figūrą:

Halės efekto eskizas

i: srovės kryptis, B: išorinio magnetinio lauko kryptis, V: Holo įtampa, o maži taškai dėžutėje gali būti laikomi elektronais.

Iš Holo jutiklio veikimo principo matyti, kad Hall efekto jutiklis yra aktyvus jutiklis, kurio veikimui turi būti reikalingas išorinis maitinimas ir magnetinis laukas. Atsižvelgiant į mažo tūrio, lengvo svorio, mažo energijos suvartojimo ir patogaus naudojimo jutiklio taikymo reikalavimus, išoriniam magnetiniam laukui tiekti naudojamas paprastas nuolatinis magnetas, o ne sudėtingas elektromagnetas. Be to, naudojant keturis pagrindinius nuolatinių magnetų tipus,SmCoirNdFeB retųjų žemiųMagnetai turi tokių pranašumų kaip didelės magnetinės savybės ir stabilus darbo stabilumas, todėl didelio našumo Hall efekto keitiklis arba jutiklis gali pasiekti tikslumą, jautrumą ir patikimus matavimus. Todėl NdFeB ir SmCo naudoja daugiau kaipHolo efekto keitiklių magnetai.


Paskelbimo laikas: 2021-09-10