Holov senzor ili pretvornik s Hallovim efektom je integrirani senzor baziran na Hallovom efektu i sastavljen od Hallovog elementa i njegovog pomoćnog kola. Hall senzor se široko koristi u industrijskoj proizvodnji, transportu i svakodnevnom životu. Iz unutrašnje strukture hall senzora, ili u procesu korištenja, ustanovit ćete da jepermanentni magnetje važan radni dio. Zašto su trajni magneti potrebni za Hall senzore?
Prije svega, počnite od principa rada Hall senzora, Hall efekta. Holov efekat je vrsta elektromagnetnog efekta, koji je otkrio američki fizičar Edwin Herbert Hall (1855-1938) 1879. godine proučavajući provodni mehanizam metala. Kada struja prođe kroz provodnik okomito na vanjsko magnetsko polje, nosač se otkloni, a dodatno električno polje će se generirati okomito na smjer struje i magnetskog polja, što rezultira potencijalnom razlikom na oba kraja vodiča. Ovaj fenomen je Holov efekat, koji se još naziva i Holova potencijalna razlika.
Hallov efekat je u suštini otklon pokretnih nabijenih čestica uzrokovan Lorentzovom silom u magnetskom polju. Kada su nabijene čestice (elektroni ili rupe) zatvorene u čvrstim materijalima, ovo skretanje dovodi do akumulacije pozitivnih i negativnih naboja u smjeru okomitom na struju i magnetsko polje, stvarajući tako dodatno poprečno električno polje.
Znamo da kada se elektroni kreću u magnetskom polju, na njih će uticati Lorentzova sila. Kao i gore, pogledajmo prvo sliku s lijeve strane. Kada se elektron kreće prema gore, struja koju on generira kreće se naniže. Pa, upotrijebimo pravilo lijeve ruke, pustimo da magnetna senzorska linija magnetnog polja B (pucana u ekran) prodre u dlan, odnosno da je dlan okrenut prema van, i uperi četiri prsta u smjer struje, odnosno četiri tačke prema dolje. Zatim, smjer palca je smjer sile elektrona. Elektroni su prisiljeni udesno, tako da će se naboj u tankoj ploči nagnuti na jednu stranu pod djelovanjem vanjskog magnetskog polja. Ako se elektron nagne udesno, na lijevoj i desnoj strani će se formirati razlika potencijala. Kao što je prikazano na slici desno, ako je voltmetar spojen na lijevu i desnu stranu, napon će biti detektovan. Ovo je osnovni princip indukcije u halu. Detektovani napon naziva se napon induciranja Hola. Ako se ukloni vanjsko magnetsko polje, Hallov napon nestaje. Ako je predstavljen slikom, Hallov efekat je kao na sljedećoj slici:
i: smjer struje, B: smjer vanjskog magnetskog polja, V: Holov napon, a male tačke u kutiji se mogu smatrati elektronima.
Iz principa rada Holovog senzora može se otkriti da je senzor sa Hallovim efektom aktivan senzor, koji mora zahtijevati eksterno napajanje i magnetsko polje za rad. Uzimajući u obzir zahtjeve male zapremine, male težine, niske potrošnje energije i praktične upotrebe u primjeni senzora, za napajanje vanjskog magnetnog polja koristi se jednostavan trajni magnet umjesto složenog elektromagneta. Štaviše, u glavne četiri vrste trajnih magneta,SmCoiNdFeB rijetka zemljamagneti imaju prednosti kao što su visoka magnetna svojstva i stabilna radna stabilnost, što može omogućiti visokim performansama pretvornika ili senzora sa Hallovim efektom da postignu tačnost, osjetljivost i pouzdana mjerenja. Stoga NdFeB i SmCo koriste više kaoMagneti pretvarača sa Hall efektom.
Vrijeme objave: Sep-10-2021