Линеен сензор за ефект на Хол - Работна и приложна схема

Линейните интегрални схеми с ефект на Хол са магнитни сензорни устройства, предназначени да реагират на магнитни полета, за да произведат пропорционално количество електрическа мощност.

По този начин става полезно за измерване на силата на магнитните полета и в приложения, които изискват изход, превключен през магнитни тригери.

Съвременните интегрални схеми с ефект на зала са проектирани с имунитет към повечето механични стресови условия като вибрации, дръпвания, удари, а също и срещу влага и други атмосферни замърсявания.

Тези устройства също са имунизирани срещу промени в температурата на околната среда, които в противен случай биха могли да направят тези компоненти уязвими на топлина, което води до неправилни резултати.

Обикновено съвременните линейни интегрални схеми на Hall Effect могат да работят оптимално в температурен диапазон от -40 до +150 градуса по Целзий.

Основна диаграма на пиновете

Работометрично определено функциониране

Много стандартни линейни интегрални схеми с ефект на Хол, като серия A3515 / 16 от Allegro или DRV5055 от ti.com, са „рациометрични“ по природа, при което изходното напрежение и чувствителността на устройствата в неподвижно състояние варират в зависимост от захранващото напрежение и околната температура.

Напрежението в покой може да бъде обикновено половината от захранващото напрежение. Като пример, ако считаме, че захранващото напрежение към устройството е 5V, при липса на магнитно поле неговият спокоен изход обикновено би бил 2.5V и ще варира със скорост от 5mV на Gauss.

В случай, че захранващото напрежение трябва да се увеличи до 5,5 V, напрежението в покой също ще съответства на 2,75 V, като чувствителността достига 5,5 mV / гаус.

Какво е Dynamic Offset

Линейните интегрални схеми с ефект на Хол като A3515 / 16 BiCMOS включват собствена система за динамично отместване на отместването с помощта на вграден високочестотен импулс, така че остатъчното компенсирано напрежение на материала на Хол да се контролира по подходящ начин.

Остатъчното отместване може да възникне нормално поради прекалено формоване на устройството, температурни несъответствия или поради други съответни стресови ситуации.

Горната функция прави тези линейни устройства със значително стабилно неподвижно изходно напрежение, добре защитени от всички видове външни отрицателни въздействия върху устройството.

Използване на линейна IC с ефект на Хол

IC-ефектът на Хол може да бъде свързан с помощта на дадените връзки, където захранващите щифтове трябва да отидат към съответните клеми за постояннотоково напрежение (регулирани). Изходните клеми могат да бъдат свързани към подходящо калибриран волтметър с чувствителност, съответстваща на изхода на Хол обхват.

Препоръчва се свързване на байпасен кондензатор 0.1uF директно през захранващите щифтове на интегралните схеми, за да се предпази устройството от външно индуциран електрически шум или разсеяни честоти.

След включване на устройството може да се наложи няколко минути период на стабилизиране, през който не трябва да работи с магнитно поле.

След като устройството се стабилизира вътрешно от температурата, то може да бъде поставено под въздействието на външно магнитно поле.

Волтметърът трябва незабавно да регистрира отклонение, съответстващо на силата на магнитното поле.

Идентифициране на плътността на потока

За идентифициране на плътността на потока на магнитното поле, изходното напрежение на устройствата може да бъде нанесено и разположено над оста Y на калибрационна крива, пресичането на изходното ниво с калибрационната крива ще потвърди съответната плътност на потока по оста X крива.

Линейни области на приложение на ефекта на Хол

1. Линейните устройства с ефект на Хол могат да имат различни области на приложение, някои от тях са представени по-долу:
2. Измервателни уреди за безконтактен ток за отчитане на ток, преминаващ външно през проводник.
3. Измервател на мощност, идентичен с горния (измерване на ват-час) Откриване на текущата точка на отключване, при което външна схема е интегрирана с текущ сензорен етап за наблюдение и изключване на определена над текущата граница.
4. Дебитомери, където деформационният фактор е магнитно свързан със сензора на Хол за осигуряване на предвидените изходи.
5. Пристрастни (магнитно) сензорни приложения Детектори на черни метали, при които устройството на ефекта на Хол е конфигурирано да открива железен материал чрез относително откриване на сила на магнитна индукция. Сензор за близост, същото като горното приложение, близостта се усеща чрез приближаване на относителната магнитна сила над Хола устройство.
6. Джойк с междинно разпознаване на положение Сензор на ниво течност, друго подходящо сензорно приложение на устройството на Хол. Друго подобно приложение, което включва силата на магнитното поле като основна среда заедно с устройството на ефекта на Хол, са: Датчик за температура / налягане / вакуум (с монтажен маншон) Сензор за положение на дросела или въздушния клапан Безконтактни потенциометри.

Електрическа схема, използваща сензор за ефект на Хол

Обясненият по-горе сензор за ефект на Хол може бързо да бъде конфигуриран чрез няколко външни части за преобразуване на магнитното поле в електрически превключващи импулси за управление на товара. Простата електрическа схема може да се види по-долу:

В тази конфигурация сензорът на ефекта на Хол ще преобразува магнитно поле в определена близост и ще го преобразува в линеен аналогов сигнал през своя „изходящ“ щифт.

Този аналогов сигнал може лесно да се използва за задвижване на товар или за захранване на желаната комутационна верига.

Как да повишим чувствителността

Чувствителността на горната основна схема на ефект на Хол може да бъде увеличена чрез добавяне на допълнителен PNP транзистор със съществуващия NPN, както е показано по-долу:

.