Ìàãíèòîïëàñòû äëÿ ïðîìûøëåííîñòè – "Âàëòàð"

Энциклопедия – Элементы Холла: теория и практика

Главная
О фирме
Продукция
Магнитопласты
Магниты
Магнетизм
Энциклопедия

Ðåøàéòå ñàìè, íóæíû ëè Âàì ìàãíèòîïëàñòû Nd-Fe-B

Åñòü âîïðîñû ïî ìàãíåòèçìó – îòêðîéòå ýíöèêëîïåäèþ

Çàäàéòå âîïðîñ – è Âàì îòâåòÿò

Энциклопедия магнетизма.

Энциклопедия магнетизма

Элементы Холла: теория и практика.



Элемент Холла – важнейшая часть любых магнитных систем, как измерительных, так и исполнительных с обратной связью.
Вы можете приобрести различные готовые микросхемы на основе эффекта Холла с их специфическими свойствами и ограничениями, но только имея качественный элемент Холла (и полностью понимая его работу), Вы сможете собрать свое уникальное измерительное устройство как для измерения магнитных полей уровня 15 Тл, так и для измерения магнитной ауры. Поэтому рассмотрим более детально теорию  и практику  использования современных элементов Холла .



Что такое элемент Холла?
Элемент Холла (преобразователь Холла, магниточувствительный элемент Холла, Hall Element) – датчик, который обнаруживает магнитное поле и выдает аналоговое электрическое напряжение, пропорциональное его интенсивности.

или так

Элемент Холла – это магнитный датчик, который использует эффект Холла.
Магнитное поле, производимое магнитом или электрическим током, преобразуется на выходе в электрический сигнал.

Чем элемент Холла отличается от микросхем на основе эффекта Холла?
Элемент Холла – это только полупроводниковый кристалл в корпусе с выводами.
Микросхема на основе эффекта Холла (Hall Effect IC) – это однокорпусная сборка, в которой кроме собственно элемента Холла присутствуют усилители, компараторы, стабилизаторы, "защелки", т. е. любые электронные компоненты, которые посчитал нужным ввести производитель.

Какова эквивалентная схема элемента Холла?
Мостовая схема, составленная из 4-х резисторов. Разбаланс этих резисторов приводит к образованию напряжения смещения.
 

Эквивалентная схема элемента Холла

Vout - B


Какие материалы используются при изготовлении элементов Холла?
InSb (антимонид индия):
– сверхвысокая чувствительность;
– гарантированная линейность до 50 мТ;
HW серия.
GaAs
(арсенид галлия):
– исключительные температурные характеристики;
– гарантированная линейность до 500 мТ;
HG серия.
InAs (арсенид индия):
– высокая чувствительность;
– исключительные температурные характеристики;
– гарантированная линейность до 500 мТ;
HQ серия.

Какова схема включения элемента Холла?
HW серия.
Входное сопротивление элементов Холла из HW серии быстро уменьшается при повышении окружающей температуры. Поэтому, чтобы избежать повреждение элемента Холла, необходимо последовательное включение ограничивающих резисторов.
В случае отсутствия ограничивающих резисторов, необходимо оставаться в пределах входных напряжений, при которых не наступает повреждение элемента Холла.

Проще говоря, посмотрите максимально допустимую рассеиваемую мощность конкретного элемента Холла и ограничьте протекающий через него ток так, чтобы получившееся значение мощности  находилось в районе 75% от максимальной мощности во всем температурном диапазоне, где элемент Холла будет использоваться.
 

Эквивалентная схема элемента Холла

Vout - B

Эквивалентная схема элемента Холла

Vout - B


HG, HQ серии.
Два стандартных варианта включения элементов Холла из HG, HQ серий:
а) управление постоянным напряжением;
б) управление постоянным током.
 

Управление постоянным напряжением

Управление постоянным током


Каким образом необходимо усиливать сигнал от элемента Холла?
В общем случае, для усиления сигнала от элемента Холла используется дифференциальный усилитель. Кроме того, хорошие результаты получаются при использовании инструментального усилителя, а, также, при подключении напрямую к 24/32 битному аналого-цифровому преобразователю с высоким входным сопротивлением.

Какой из элементов Холла имеет лучшую линейность при измерении магнитного поля?
Важный вопрос при создании устройств измерения магнитного поля.
Это элементы Холла из HG серии.
При управлении постоянным током линейность элементов Холла из данной серии лучше 2% в диапазоне до 500 мТ.
Сразу прокомментируем представленную линейность. Да, существуют элементы Холла с намного лучшей линейность. Но мы ведем речь об элементах Холла разумного ценового диапазона, менее 10$ за штуку.
 

Управление постоянным напряжением

Управление постоянным током

 

Назад Вверх Следующая

MagSem © 2004-2017