हॉल सेंसर अनुप्रयोग

1879 में, जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय में अपने डॉक्टरेट शोध प्रबंध पर काम करते हुए, अमेरिकी भौतिक विज्ञानी एडविन हर्बर्ट हॉल ने सोने की प्लेट के साथ एक प्रयोग किया। उन्होंने प्लेट को कांच पर रखकर प्लेट के माध्यम से करंट पास किया और, इसके अलावा, प्लेट को उसके विमान के लंबवत निर्देशित चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया के अधीन किया गया और, तदनुसार, वर्तमान के लंबवत।

निष्पक्षता में, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस समय हॉल इस सवाल को हल करने में लगा हुआ था कि क्या कॉइल का प्रतिरोध जिसके माध्यम से वर्तमान प्रवाह उसके बगल में उपस्थिति पर निर्भर करता है स्थायी चुंबक, और इस कार्य के अंतर्गत वैज्ञानिकों ने हजारों प्रयोग किए हैं। सोने की प्लेट के प्रयोग के परिणामस्वरूप, प्लेट के पार्श्व किनारों पर एक निश्चित संभावित अंतर पाया गया।

इस वोल्टेज को हॉल वोल्टेज कहा जाता है... इस प्रक्रिया को मोटे तौर पर निम्नानुसार वर्णित किया जा सकता है: लोरेंत्ज़ बल प्लेट के एक किनारे के पास एक नकारात्मक चार्ज जमा करता है, और विपरीत किनारे के पास एक सकारात्मक चार्ज करता है।परिणामी हॉल वोल्टेज का अनुदैर्ध्य वर्तमान के मूल्य का अनुपात उस सामग्री की विशेषता है जिससे एक निश्चित हॉल तत्व बनाया जाता है, और इस मूल्य को «हॉल प्रतिरोध» कहा जाता है।

अर्धचालक या धातु में आवेश वाहकों (छिद्र या इलेक्ट्रॉन) के प्रकार को निर्धारित करने के लिए हॉल प्रभाव काफी सटीक विधि के रूप में कार्य करता है।

हॉल इफेक्ट के आधार पर, वे अब हॉल सेंसर का उत्पादन करते हैं, एक चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को मापने के लिए उपकरण और एक तार में करंट की ताकत का निर्धारण करते हैं। वर्तमान ट्रांसफार्मर के विपरीत, हॉल सेंसर प्रत्यक्ष धारा को भी मापना संभव बनाते हैं। इस प्रकार, हॉल प्रभाव संवेदक के अनुप्रयोग क्षेत्र आम तौर पर काफी व्यापक होते हैं।

चूंकि हॉल वोल्टेज छोटा है, यह केवल तार्किक है कि हॉल वोल्टेज टर्मिनल जुड़े हुए हैं ऑपरेशनल एंप्लीफायर… डिजिटल नोड्स से कनेक्ट करने के लिए, सर्किट को श्मिट ट्रिगर के साथ पूरक किया जाता है और एक थ्रेशोल्ड डिवाइस प्राप्त किया जाता है, जो चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के दिए गए स्तर पर ट्रिगर होता है। ऐसे सर्किट को हॉल स्विच कहा जाता है।

अक्सर एक हॉल सेंसर का उपयोग स्थायी चुंबक के संयोजन के साथ किया जाता है और जब स्थायी चुंबक एक निश्चित पूर्व निर्धारित दूरी के भीतर सेंसर तक पहुंचता है तो ट्रिगर हो जाता है।

ब्रशलेस या वाल्व इलेक्ट्रिक मोटर्स (सर्वो मोटर्स) में हॉल सेंसर काफी आम हैं, जहां सेंसर सीधे मोटर स्टेटर पर स्थापित होते हैं और रोटर पोजीशन सेंसर (आरपीआर) के रूप में कार्य करते हैं जो रोटर स्थिति पर फीडबैक प्रदान करता है, कलेक्टर में कलेक्टर के समान डीसी यंत्र।

शाफ्ट पर एक स्थायी चुंबक को ठीक करके, हम एक साधारण क्रांति काउंटर प्राप्त करते हैं, और कभी-कभी चुंबकीय प्रवाह पर फेरोमैग्नेटिक भाग का परिरक्षण प्रभाव स्थायी चुंबक… जिस चुंबकीय प्रवाह से हॉल सेंसर आमतौर पर ट्रिगर होते हैं, वह 100-200 गॉस होता है।

आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग द्वारा निर्मित, तीन-तार हॉल सेंसर के पैकेज में एक ओपन-कलेक्टर एनपीएन ट्रांजिस्टर होता है। अक्सर, ऐसे सेंसर के ट्रांजिस्टर के माध्यम से करंट 20 mA से अधिक नहीं होना चाहिए, इसलिए, एक शक्तिशाली भार को जोड़ने के लिए, एक वर्तमान एम्पलीफायर स्थापित करना आवश्यक है।

करंट ले जाने वाले कंडक्टर का चुंबकीय क्षेत्र आमतौर पर हॉल सेंसर को ट्रिगर करने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं होता है, क्योंकि ऐसे सेंसर की संवेदनशीलता 1-5 mV / G होती है, और इसलिए, कमजोर धाराओं को मापने के लिए, एक करंट-ले जाने वाला कंडक्टर घाव होता है अंतराल के साथ एक टॉरॉयडल कोर और एक हॉल सेंसर पहले से ही अंतराल में स्थापित है ... इसलिए 1.5 मिमी के अंतराल के साथ, चुंबकीय प्रेरण अब 6 Gs / A होगा।

25 A से ऊपर की धाराओं को मापने के लिए, वर्तमान कंडक्टर सीधे टॉरॉयडल कोर से होकर गुजरता है। यदि मापा जाए तो मूल सामग्री एल्सिफर या फेराइट हो सकती है उच्च आवृत्ति वर्तमान.

कुछ आयन-जेट इंजन हॉल इफेक्ट के आधार पर काम करते हैं और बहुत कुशलता से काम करते हैं।

हॉल इफेक्ट आधुनिक स्मार्टफोन में इलेक्ट्रॉनिक कंपास का आधार है।