హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్
హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్లు శాశ్వత అయస్కాంతం లేదా విద్యుదయస్కాంతం యొక్క అయస్కాంత క్షేత్ర బలం మరియు దిశను గుర్తిస్తాయి. హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్ అవుట్పుట్ దాని అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క విధి మరియు సానుకూల మరియు ప్రతికూల అయస్కాంత క్షేత్రాలను గుర్తించగలదు.
హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్ వర్కింగ్ ప్రిన్సిపల్
బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రం హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్లను సక్రియం చేస్తుంది. అయస్కాంత క్షేత్రాలు ఫ్లక్స్ సాంద్రత (B)తో మరియు ఉత్తర ధ్రువం లేదా దక్షిణ ధ్రువం వంటి దాని అయస్కాంత ధ్రువాల ద్వారా సూచించబడతాయి. హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్ చుట్టూ ఉన్న అయస్కాంతత్వం దాని అవుట్పుట్ సిగ్నల్‌ను నిర్ణయిస్తుంది. పరిసర మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ సాంద్రత ముందుగా నిర్ణయించిన థ్రెషోల్డ్ విలువను మించిపోయినప్పుడు, సెన్సార్ హాల్ వోల్టేజ్ VHని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
సెమీకండక్టర్ సెన్సార్లు డైరెక్ట్ కరెంట్‌ను నిర్వహించే గాలియం ఆర్సెనైడ్ (GaAs), ఇండియం ఆర్సెనైడ్ (InAs) మరియు ఇండియమ్ యాంటీమోనైడ్ (InSb) వంటి p-రకం సెమీకండక్టర్లు. సెమీకండక్టర్ పదార్థం అయస్కాంత క్షేత్రం సమక్షంలో శక్తిని అనుభవిస్తుంది, దీని వలన ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాలు సెమీకండక్టర్ పొర వైపులా కదులుతాయి. ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాలు ఇరువైపులా కదులుతున్నప్పుడు, సెమీకండక్టర్ల యొక్క వివిధ భుజాల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం అభివృద్ధి చెందుతుంది. చదునైన దీర్ఘచతురస్రాకార పదార్థాలలో, సెమీకండక్టర్ పదార్థానికి లంబంగా ఉన్న బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రం ఎలక్ట్రాన్ చలనశీలతపై ఎక్కువ ప్రభావం చూపుతుంది.
హాల్ ప్రభావం మాగ్నెటిక్ పోల్ రకం మరియు దాని క్షేత్ర బలాన్ని చూపుతుంది. ఉదాహరణకు, అయస్కాంతం యొక్క ధ్రువాలలో ఒకదానిలో వోల్టేజ్ ఉంది, కానీ మరొకదానికి కాదు. హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్లు సాధారణంగా 'ఆఫ్' అవుతాయి మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం లేనప్పుడు ఓపెన్ సర్క్యూట్ లాగా పనిచేస్తాయి. అవి గట్టిగా ధ్రువపరచబడిన అయస్కాంత క్షేత్రం (క్లోజ్డ్ సర్క్యూట్) కింద మాత్రమే మూసివేయబడతాయి.
హాల్ ఎఫెక్ట్ మాగ్నెటిక్ సెన్సార్ లక్షణాలు
హాల్ వోల్టేజ్ (V హెచ్ ) హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్ దాని అయస్కాంత క్షేత్ర బలం (H) యొక్క విధి. చాలా వాణిజ్య హాల్ ఎఫెక్ట్ పరికరాలలో సెన్సార్ సెన్సిటివిటీ మరియు అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌లను మెరుగుపరచడానికి DC యాంప్లిఫైయర్‌లు, స్విచింగ్ లాజిక్ సర్క్యూట్‌లు మరియు వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్‌లు ఉంటాయి. ఇది హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్‌ను మరింత శక్తి మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాలను నిర్వహించడానికి అనుమతిస్తుంది.
హాల్ ఎఫెక్ట్ మాగ్నెటిక్ సెన్సార్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం
సెమీ-యాక్టివ్ సెన్సార్లు లీనియర్ లేదా డిజిటల్ అవుట్‌పుట్‌లను కలిగి ఉంటాయి. లీనియర్ సెన్సార్ యొక్క అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ నేరుగా హాల్ సెన్సార్ ద్వారా ప్రవహించే అయస్కాంత క్షేత్రానికి సంబంధించినది మరియు కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ ద్వారా అవుట్పుట్ చేయబడుతుంది.
హాల్ ఎఫెక్ట్ వోల్టేజ్ ఈక్వేషన్
అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ సమీకరణం దీని ద్వారా ఇవ్వబడింది:
ఇక్కడ, వి హెచ్ హాల్ వోల్టేజీని సూచిస్తుంది, R హెచ్ హాల్ ఎఫెక్ట్ కోఎఫీషియంట్‌ను సూచిస్తుంది, నేను కరెంట్‌ని సూచిస్తాను, t మందాన్ని సూచిస్తుంది మరియు B అంటే మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ డెన్సిటీని సూచిస్తుంది. లీనియర్ లేదా అనలాగ్ సెన్సార్లు స్థిరమైన వోల్టేజీని ఉత్పత్తి చేస్తాయి, అది బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రాలతో పెరుగుతుంది మరియు బలహీనమైన క్షేత్రాలతో తగ్గుతుంది. హాల్-ఎఫెక్ట్ సెన్సార్‌లో, అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క బలం పెరిగినప్పుడు, విద్యుత్ సరఫరా సంతృప్తమయ్యే వరకు యాంప్లిఫైయర్ యొక్క అవుట్పుట్ సిగ్నల్ పెరుగుతుంది. అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని పెంచడం వల్ల అవుట్పుట్ సంతృప్తమవుతుంది కానీ ఎటువంటి ప్రభావం ఉండదు:
హాల్ సెన్సార్ యొక్క అవుట్పుట్ దాని గుండా ప్రవహించే మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ యొక్క ముందుగా నిర్ణయించిన స్థాయిని మించిపోయినప్పుడు, పరిచయాలు బౌన్స్ కాకుండా 'క్లోజ్డ్' స్థితి నుండి 'ఓపెన్' స్థితికి త్వరగా మారుతాయి. ఈ అంతర్నిర్మిత హిస్టెరిసిస్ సెన్సార్ అయస్కాంత క్షేత్రంలోకి కదులుతున్నప్పుడు అవుట్పుట్ సిగ్నల్ డోలనం నుండి నిరోధిస్తుంది. డిజిటల్ అవుట్పుట్ సెన్సార్‌లో “ఆన్” మరియు “ఆఫ్” స్థితులు మాత్రమే ఉన్నాయని దీని అర్థం.
హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్ రకాలు
హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్లు రెండు రకాలుగా ఉంటాయి: బైపోలార్ హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్లు మరియు యూనిపోలార్ హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్లు. అదే దక్షిణ అయస్కాంత ధ్రువం ఉన్న అయస్కాంత క్షేత్రంలోకి ప్రవేశించినప్పుడు మరియు నిష్క్రమించేటప్పుడు యూనిపోలార్ సెన్సార్లు పనిచేయగలవు మరియు విడుదల చేయగలవు, అయితే బైపోలార్ సెన్సార్‌లకు పనిచేయడానికి మరియు విడుదల చేయడానికి సానుకూల మరియు ప్రతికూల అయస్కాంత క్షేత్రాలు అవసరం. వాటి 10-20mA అవుట్పుట్ డ్రైవ్ సామర్థ్యాల కారణంగా, చాలా హాల్ ఎఫెక్ట్ పరికరాలు నేరుగా అధిక కరెంట్ లోడ్‌లను మార్చలేవు. భారీ కరెంట్ లోడ్‌ల కోసం, ఓపెన్ కలెక్టర్ అమరికతో అవుట్‌పుట్‌కు NPN ట్రాన్సిస్టర్ జోడించబడుతుంది.
హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్ల అప్లికేషన్లు
హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్లు అయస్కాంత క్షేత్రాల సమక్షంలో స్విచ్ ఆన్ చేయబడతాయి మరియు అవి కదిలే షాఫ్ట్ లేదా గాడ్జెట్‌పై ఒకే శాశ్వత రకం అయస్కాంతం ద్వారా నియంత్రించబడతాయి. సున్నితత్వాన్ని పెంచడానికి, మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ లైన్లు సెన్సార్ ఫీల్డ్‌కు లంబంగా ఉండాలి మరియు అన్ని కాన్ఫిగరేషన్‌లలో సరైన ధ్రువణతతో ఉండాలి.
1: హెడ్ ఆన్ డిటెక్షన్
దిగువ చూపిన విధంగా హాల్ ఎఫెక్ట్ డిటెక్టర్‌కు అయస్కాంత క్షేత్రం లంబంగా ఉండాలి:
ఈ సాంకేతికత అవుట్పుట్ సిగ్నల్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, V హెచ్ , ఇది హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్ నుండి దూరం యొక్క విధిగా లీనియర్ పరికరాలలో మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ సాంద్రతను కొలుస్తుంది. అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క బలం మరియు దాని సామీప్యంతో అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ పెరుగుతుంది.
2: సైడ్‌వేస్ డిటెక్షన్
హాల్ ఎఫెక్ట్ ఎలిమెంట్‌లో అయస్కాంతం పక్కకు కదులుతున్నప్పుడు దీనికి పరోక్ష అయస్కాంత ప్రవాహం అవసరం.
పార్శ్వ లేదా కదిలే సెన్సార్లు గాలి గ్యాప్ నుండి కొంత దూరంలో హాల్ మూలకం యొక్క ఉపరితలంపై స్లైడింగ్ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని గుర్తించడం ద్వారా అయస్కాంతాలు లేదా మోటార్లు తిరిగే వేగాన్ని కొలవగలవు.
సెన్సార్ యొక్క జీరో-ఫీల్డ్ సెంటర్‌లైన్ గుండా వెళుతున్న అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క స్థానం ఆధారంగా సానుకూల లేదా ప్రతికూల లీనియర్ అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. ఇది నిలువు మరియు క్షితిజ సమాంతర కదలికలను నిర్ణయిస్తుంది.
3: స్థాన నియంత్రణ
అయస్కాంత క్షేత్రం లేనప్పుడు పొజిషన్ డిటెక్టర్ 'ఆఫ్' స్థితిలోనే ఉంటుంది. అయస్కాంతం యొక్క దక్షిణ ధ్రువం హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్ సమీపంలో లంబంగా కదులుతున్న వెంటనే, పరికరం 'ఆన్' అవుతుంది మరియు LED మెరుస్తుంది. పవర్ ఆన్ చేసినప్పుడు, హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్ “ఆన్” స్థితిలో ఉంటుంది.
LEDని ఆఫ్ చేయడానికి, అయస్కాంత క్షేత్రం దాని కనిష్ట గుర్తించదగిన ట్రిగ్గరింగ్ పాయింట్ కంటే తక్కువగా పడిపోవాలి లేదా ప్రతికూల గాస్ విలువతో ఎదురుగా ఉన్న ఉత్తర ధ్రువాన్ని కూడా ఎదుర్కోవచ్చు.
ముగింపు
హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్లు దిశను అలాగే అయస్కాంత క్షేత్రాల బలాన్ని గుర్తించడానికి ఉపయోగించబడతాయి. అవి ఆటోమోటివ్, సామీప్య సెన్సింగ్, హెడ్ ఆన్, సైడ్‌వేస్ మరియు వివిధ అయస్కాంత క్షేత్రాల కోసం పొజిషన్ డిటెక్షన్‌లతో సహా అనేక రకాల అప్లికేషన్‌లలో ఉపయోగించబడతాయి.