Датчики, работающие на основе эффекта Холла

Эффект Холла лежит в основе одной из распространенных технологий бесконтактной регистрации приближения, перемещения и скорости вращения ферромагнитных объектов.

Проходящий через пластину ток

Сущность эффекта Холла состоит в том, что при прохождении тока через пластину в продольном направлении под влиянием магнитного поля возникает на краях пластинки в поперечном направлении разность потенциалов, обусловленная законом Лоренца (под влиянием магнитного поля токоносители смещаются к краю пластины). Эта разность потенциалов (ЭДС) пропорциональна величине векторного произведения напряженности поля и тока H•I.

При отсутствии магнитного поля поток электронов не искажается. При наличии магнитного поля силы Лоренца отклоняют электроны и искривляют их траектории.

Это направление траекторий приводит к появлению отрицательных зарядов на одной стороне пластины. На противоположной стороне накапливается нескомпенсированный положительный заряд. Накопление зарядов на противоположных гранях пластинки приводит к появлению поперечного электрического поля, которое получило название поле Холла.

Такое накопление зарядов продолжается, пока возникающая поперечная ЭДС не скомпенсирует силы, создаваемые магнитным полем. После этого установится стационарный процесс, при котором электроны движутся параллельно граням пластины, как и при отсутствии магнитного поля.

Материалы для изготовления датчиков Холла

Используются полупроводники с электронной проводимостью, поскольку они имеют значительно большую подвижность носителей заряда, чем полупроводники с дырочной проводимостью. Необходимо подчеркнуть, что свойства каждого из указанных полупроводниковых материалов могут существенно изменяться в зависимости от рода и количества примесей, вводимых в них.

Кристаллические датчики обычно изготавливают из германия, кремния, полупроводниковых соединений элементов третей и пятой групп периодической системы Менделеева - антимонида индия, арсенида индия, арсенида галлия, а также твердого раствора - тройного соединения In(As0,8P0,2).

Линейные датчики Холла:

• датчики тока;
• приводы переменной частоты вращения;
• схемы управления и защиты электродвигателей;
• датчики положения;
• датчики расхода;
• бесколлекторные двигатели постоянного тока;
• бесконтактные потенциометры;
• датчики угла поворота;
• детекторы ферромагнитных тел;
• датчики вибрации;
• тахометры.

• < Назад
• Вперёд >