Liniowe układy scalone z efektem Halla to czujniki magnetyczne zaprojektowane do reagowania na pola magnetyczne w celu wytworzenia proporcjonalnej ilości wyjściowej energii elektrycznej.

W ten sposób staje się przydatny do pomiaru natężenia pól magnetycznych oraz w zastosowaniach, które wymagają wyjścia przełączanego przez wyzwalacze magnetyczne.

Nowoczesne układy scalone z efektem halla są zaprojektowane tak, aby były odporne na większość obciążeń mechanicznych, takich jak wibracje, szarpnięcia, wstrząsy, a także na wilgoć i inne zanieczyszczenia atmosferyczne.

Urządzenia te są również odporne na wahania temperatury otoczenia, które w przeciwnym razie mogłyby uczynić te elementy podatnymi na ciepło, powodując nieprawidłowe wyniki wyjściowe.

Zazwyczaj nowoczesne liniowe układy scalone z efektem Halla mogą pracować optymalnie w zakresie temperatur od -40 do +150 stopni Celsjusza.

Podstawowy schemat wyprowadzeń

Funkcjonowanie określone metodą ratiometryczną

Wiele standardowych liniowych układów scalonych z efektem Halla, takich jak seria A3515 / 16 z Allegro lub DRV5055 z ti.com, jest z natury „ratiometrycznych”, w których napięcie wyjściowe i czułość spoczynku urządzeń zmieniają się w zależności od napięcia zasilania i temperatury otoczenia.

Napięcie spoczynkowe może zwykle wynosić połowę napięcia zasilania. Jako przykład, jeśli weźmiemy pod uwagę napięcie zasilania urządzenia, które wynosi 5 V, przy braku pola magnetycznego jego wartość wyjściowa w stanie spoczynku wynosiłaby zwykle 2,5 V i zmieniałaby się w tempie 5 mV na Gauss.

Gdyby napięcie zasilania miało wzrosnąć do 5,5 V, napięcie spoczynkowe również odpowiadałoby 2,75 V, przy czułości sięgającej 5,5 mV / gauss.

Co to jest przesunięcie dynamiczne

Liniowe układy scalone z efektem Halla, takie jak A3515 / 16 BiCMOS, zawierają zastrzeżony system dynamicznej eliminacji offsetu za pomocą wbudowanego impulsu wysokiej częstotliwości, dzięki czemu resztkowe napięcie przesunięcia materiału Halla jest odpowiednio kontrolowane.

Resztkowe przesunięcie może normalnie powstać z powodu nadmiernego wytłoczenia urządzenia, rozbieżności temperatury lub innych odpowiednich stresujących sytuacji.

Powyższa cecha sprawia, że te liniowe urządzenia mają znacząco stabilne spoczynkowe napięcie wyjściowe, dobrze odporne na wszelkiego rodzaju zewnętrzne negatywne wpływy na urządzenie.

Korzystanie z liniowego układu scalonego z efektem Halla

Za pomocą podanych połączeń można podłączyć układ scalony z efektem Halla, przy czym piny zasilające należy podłączyć do odpowiednich zacisków napięcia stałego (regulowane), a zaciski wyjściowe można podłączyć do odpowiednio skalibrowanego woltomierza o czułości dopasowanej do wyjścia Halla. zasięg.

Zalecane jest podłączenie kondensatora obejściowego 0,1 uF bezpośrednio do styków zasilania układów scalonych, aby zabezpieczyć urządzenie przed zewnętrznymi szumami elektrycznymi lub częstotliwościami błądzącymi.

Po włączeniu urządzenie może wymagać kilkuminutowego okresu stabilizacji, podczas którego nie wolno go eksploatować polem magnetycznym.

Gdy urządzenie zostanie wewnętrznie ustabilizowane temperaturowo, może zostać poddane działaniu zewnętrznego pola magnetycznego.

Woltomierz powinien natychmiast zarejestrować odchylenie odpowiadające sile pola magnetycznego.

“do czego można używać mikrofal? ”

Identyfikacja gęstości strumienia

Aby zidentyfikować gęstość strumienia pola magnetycznego, napięcie wyjściowe urządzenia można wykreślić i umieścić nad osią Y krzywej kalibracji, przecięcie poziomu wyjściowego z krzywą kalibracji potwierdziłoby odpowiednią gęstość strumienia na osi X krzywa.

Obszary zastosowania liniowego efektu Halla

Urządzenia liniowe wykorzystujące efekt Halla mogą mieć różne obszary zastosowań, kilka z nich przedstawiono poniżej:
Bezkontaktowe mierniki prądu do wykrywania prądu na zewnątrz przepływającego przez przewodnik.
Miernik z czujnikiem mocy, identyczny z powyższym (pomiar w watogodzinach) Wykrywanie punktu wyzwalania prądu, w którym zewnętrzny obwód jest zintegrowany ze stopniem wykrywania prądu w celu monitorowania i wyzwalania określonego ograniczenia prądu.
Mierniki tensometryczne, w których współczynnik odkształcenia jest sprzężony magnetycznie z czujnikiem Halla w celu zapewnienia zamierzonych wyników.
Zastosowania z ukierunkowanym (magnetycznym) wykrywaniem Wykrywacze metali żelaznych, w których urządzenie z efektem Halla jest skonfigurowane do wykrywania materiału żelaznego poprzez wykrywanie względnej siły indukcji magnetycznej Wykrywanie zbliżeniowe, tak samo jak w powyższym zastosowaniu, bliskość jest wykrywana przez przybliżenie względnej siły magnetycznej nad halą urządzenie.
Joy-stick z wykrywaniem położenia pośredniego Wykrywanie poziomu cieczy, kolejne istotne zastosowanie czujnika Halla. Inne podobne zastosowania, w których występuje siła pola magnetycznego jako główne medium wraz z urządzeniem wykorzystującym efekt Halla, to: Pomiar temperatury / ciśnienia / podciśnienia (z zespołem mieszka) Czujnik położenia przepustnicy lub zaworu powietrza Bezkontaktowe potencjometry.

Schemat obwodu wykorzystujący czujnik efektu Halla

Wyjaśniony powyżej czujnik efektu Halla można szybko skonfigurować za pomocą kilku zewnętrznych części w celu przekształcenia pola magnetycznego w elektryczne impulsy przełączające do sterowania obciążeniem. Prosty schemat obwodu można zobaczyć poniżej:

W tej konfiguracji czujnik efektu Halla przekształci pole magnetyczne w określonej odległości i przekształci je w liniowy sygnał analogowy na swoim pinie wyjściowym.

Ten sygnał analogowy można łatwo wykorzystać do sterowania obciążeniem lub do zasilania dowolnego obwodu przełączającego.