Что такое датчик Холла и как он работает

Датчик Холла - незаменимый прибор в автомобиле. Его действие основано на интересном явлении, открытом в 1879 году американским физиком Э.Холлом. Впоследствии это явление было названо его именем.

Принцип работы датчика Холла

Работа такого датчика основана на эффекте Холла. Он заключается в следующем: если полупроводник, вдоль которого течет электрический ток, поместить в магнитное поле, появится поперечная разность потенциалов (напряжение). Это напряжение называют холловским. Оно может варьироваться от десятков микровольт до сотен милливольт. На момент открытия эффекта Холла ему не нашлось применения в промышленности. Только 75 лет спустя изобрели тонкие полупроводниковые пленки, которые обладали нужными свойствами. С их помощью и был создан датчик Холла.

Первый подобный датчик состоял из постоянного магнита, лопасти ротора, магнитопроводов, микросхемы и двух выводов. Он обладал массой достоинств. Им было очень легко управлять. При подаче сигнала на его входы возникает постоянный во времени прямоугольный импульс, без резких скачков. Этот датчик имел малые габариты (порядка микрометра). Как и у любой микросхемы, у него были свои недостатки: чувствительность к изменению электрического поля и слишком высокая цена.

Датчики Холла бывают аналоговыми и цифровыми. Первые используются для того, чтобы преобразовывать индукцию магнитного поля в напряжение. Цифровые же определяют наличие или отсутствие поля в данной области. Если индукция поля достигает определенного значения, на выходе датчика будет логическая единица, если не достигает - логический ноль. И аналоговые, и цифровые датчики улавливают поперечную разность потенциалов, которая появляется при воздействии магнитного поля на полупроводник с током.

Применение датчиков Холла

Изначально датчик Холла стал применяться в автомобилестроении. С его помощью определяется угол положения коленвала или распредвала. В более старых автомобилях он используется для получения сигнала об образовании искры.

Датчики Холла широко применяются в производстве амперметров, способных определять силу тока от 250 мА до тысяч ампер. С помощью датчиков можно измерять силу постоянного и переменного тока высокой частоты. При этом она будет пропорциональна индукции магнитного поля, которая наводится током, проходящим через проводник.

Датчики Холла используются при изготовлении электромеханических приводов, специальных систем для обеспечения работы исполнительных механизмов на фабриках и заводах. В этом случае датчики будут регулировать правильное положение механизма.