Lineær hall-effekt-sensor - arbeids- og applikasjonskrets

Lineære Hall-effekt ICer er magnetiske sensorenheter designet for å svare på magnetfelt for å produsere en forholdsmessig mengde elektrisk utgang.

Det blir dermed nyttig for å måle styrken til magnetfelt, og i applikasjoner som krever en utgang koblet gjennom magnetiske utløsere.

De moderne hall-effekt-IC-ene er designet med immunitet mot de fleste mekaniske belastende forhold som vibrasjoner, rykk, støt og også mot fuktighet og andre atmosfæriske forurensninger.

Disse enhetene er også immun mot omgivelsestemperaturvariasjoner som ellers kan gjøre disse komponentene sårbare for varme og gi feil resultat.

Vanligvis kan moderne lineære Hall Effect IC-er fungere optimalt over et temperaturområde på -40 til +150 grader Celsius.

Grunnleggende Pinout-diagram

Ratiometrisk spesifisert funksjon

Mange standard lineære Hall-effekt-IC-er som A3515 / 16-serien fra Allegro eller DRV5055 fra ti.com er 'ratiometriske' av natur, hvor enhetens stille utgangsspenning og følsomhet varierer i samsvar med forsyningsspenningen og omgivelsestemperaturen.

Hvilespenningen kan vanligvis være halvparten av forsyningsspenningen. Som et eksempel hvis vi betrakter forsyningsspenningen til enheten som 5V, i fravær av et magnetfelt vil dens stille utgang normalt være 2,5V og vil variere med en hastighet på 5mV per Gauss.

I tilfelle forsyningsspenningen skulle øke til 5,5V, ville den hvilespenningen også tilsvare 2,75V, med følsomheten til 5,5mV / gauss.

Hva er Dynamic Offset

Lineære Hall-effekt-ICer som A3515 / 16 BiCMOS har et proprietært dynamisk offset-kanselleringssystem ved hjelp av en innebygd høyfrekvent puls, slik at den gjenværende offset-spenningen til Hall-materialet styres riktig.

Den resterende forskyvningen kan oppstå normalt på grunn av overstøping av enheten, temperaturavvik eller på grunn av andre relevante stressende situasjoner.

Ovennevnte funksjon gjør disse lineære enhetene med en betydelig stabil hvilesignal, godt immun mot alle typer eksterne negative påvirkninger på enheten.

Ved hjelp av en lineær Hall-effect IC

Hall-effekt IC kan kobles til ved hjelp av de gitte tilkoblingene, der forsyningspinnene må gå til de respektive DC-spenningsterminalene (regulert). Utgangsterminalene kan kobles til et passende kalibrert voltmeter med en følsomhet som samsvarer med Hall-utgangen område.

Det anbefales å koble en 0.1uF bypass-kondensator rett over ICs-forsyningspinnene for å beskytte enheten mot eksternt indusert elektrisk støy eller svindelfrekvenser.

Etter oppstart kan enheten ta noen minutter med stabiliseringsperiode der den ikke må brukes med magnetfelt.

Når enheten blir temperaturstabilisert internt, kan den bringes under påvirkning av et eksternt magnetfelt.

Voltmeteret skal umiddelbart registrere en avbøyning som tilsvarer magnetfeltets styrke.

Identifisere flytdensitet

For å identifisere magnetfeltets flytdensitet kan enhetens utgangsspenning plottes og plasseres over Y-aksen til en kalibreringskurve, skjæringspunktet mellom utgangsnivået og kalibreringskurven vil bekrefte den tilsvarende flytdensiteten på X-aksen kurve.

Lineære Hall Effect applikasjonsområder

1. Lineære Hall-effect-enheter kan ha forskjellige bruksområder, noen av dem er presentert nedenfor:
2. Berøringsfri måleapparat for å registrere strøm som passerer eksternt gjennom en leder.
3. Effektmåler, identisk med ovennevnte (wattimetermåling) Gjeldende trip-point-deteksjon, der en ekstern krets er integrert med et nåværende sensortrinn for overvåking og utløsning av en spesifisert overstrømgrense.
4. Strekkmåler, hvor strekkfaktoren er magnetisk koblet til Hall-sensoren for å gi de tiltenkte utgangene.
5. Forutinntatt (magnetisk) sensingapplikasjoner Jernholdige metalldetektorer, der Hall-effektinnretningen er konfigurert til å oppdage jernholdig materiale gjennom relativ magnetisk induksjonsstyrkedeteksjon Nærhetsregistrering, samme som den ovennevnte applikasjonen, avfølges ved å tilnærme den relative magnetiske styrke over sal enhet.
6. Joy-stick med mellomposisjonssensing Sensing på væskenivå, en annen relevant sensingapplikasjon av Hall-enheten. Andre lignende applikasjoner som involverer magnetisk feltstyrke som hovedmedium sammen med Hall-effektinnretningen, er: Temperatur- / trykk- / vakuumregistrering (med belgmontering) Gass- eller luftventilposisjonssensor Berøringsfri potensiometre.

Kretsdiagram ved bruk av Hall Effect Sensor

Hall-effektføleren forklart ovenfor kan raskt konfigureres gjennom noen få eksterne deler for å konvertere magnetfelt til elektriske vekselpulser for å kontrollere en belastning. Det enkle kretsskjemaet kan sees nedenfor:

I denne konfigurasjonen vil hall-effektsensoren konvertere et magnetfelt i en spesifisert nærhet og konvertere det til et lineært analogt signal over sin 'ut' pin.

Dette analoge signalet kan enkelt brukes til å kjøre en last eller for å mate hvilken som helst ønsket bryterkrets.

Hvordan øke følsomheten

Følsomheten til den ovennevnte grunnleggende halleffektkretsen kan økes ved å legge til en ekstra PNP-transistor, med den eksisterende NPN, som vist nedenfor:

.