Das Funktionsprinzip von Hall-Elementen
Beginnen wir mit dem Hall-Effekt, um das Funktionsprinzip von Hall-Elementen zu verstehen. Der Hall-Effekt ist eine Art elektromagnetischer Effekt, den der amerikanische Physiker Hall 1879 entdeckte, als er den Leitfähigkeitsmechanismus von Metallen untersuchte. Wenn Strom senkrecht zum äußeren Magnetfeld durch einen Halbleiter fließt, werden Ladungsträger abgelenkt und senkrecht zur Richtung des Stroms und des Magnetfelds wird ein zusätzliches elektrisches Feld erzeugt, was zu einer Potentialdifferenz an beiden Enden des Halbleiters führt. Dieses Phänomen ist als Hall-Effekt oder auch Hall-Potentialdifferenz bekannt.
Hall-Elemente sind Hall-Geräte, die auf dem Hall-Effekt basieren und ein Magnetfeld als Arbeitsmedium verwenden, um die Bewegungsparameter eines Objekts in eine digitale Spannungsausgabe umzuwandeln, wodurch sie Sensor- und Schaltfunktionen haben. Je nach Funktion können Hall-Elemente in lineare Hall-Elemente und Hall-Schaltelemente unterteilt werden. Erstere geben analoge Signale aus, während letztere digitale Signale ausgeben. 01. Die internen Komponenten eines linearen Hall-Elements umfassen hauptsächlich einen Spannungsreglerkreis, ein lineares Hall-Element und einen Operationsverstärker. Sein Eingang ist die magnetische Induktionsintensität und sein Ausgang ist eine Spannung, die proportional zur Eingangsmenge ist. Diese Art von Schaltung weist eine hohe Empfindlichkeit und ausgezeichnete Linearität auf und eignet sich für verschiedene Magnetfelderkennungen. Lineare Hall-Elemente lösen je nach Stärke des Magnetfelds einen parabolischen Hub aus. Beispielsweise verwendet der Beschleunigungshebel eines Elektrofahrzeugs lineare Hall-Elemente, die die Geschwindigkeit je nach Änderung des Magnetfelds von 0 auf das Maximum erhöhen können. Wenn jedoch die Magnetfeldstärke den höchsten Punkt in einem bestimmten Bereich überschreitet, bleibt die Geschwindigkeit unverändert.
02. Hallschaltertyp Hallsensoren bestehen aus Regler, Hallelement, Verstärker, Schmitt-Trigger und Ausgangsstufe.
Wenn sich ein magnetisches Objekt dem Hall-Schalter nähert, erzeugt das Hall-Element auf der Schaltererkennungsoberfläche den Hall-Effekt, der eine Änderung des internen Schaltkreiszustands des Schalters bewirkt, wodurch die Anwesenheit eines magnetischen Objekts in der Nähe erkannt und das Ein- oder Ausschalten des Schalters gesteuert wird. Das Erkennungsobjekt dieses Näherungsschalters muss ein magnetisches Objekt sein.