تبلیغات
صلح و آزادی - سنسور اثر هال
جمعه 22 آذر 1387

سنسور اثر هال

   نوشته شده توسط: احمد زرنگ    

سنسور اثر هال

یك عنصر هال از لایه نازكی ماده هادی با اتصالات خروجی عمود بر مسیر شارش جریان ساخته شده است وقتی این عنصر تحت یك میدان مغناطیسی قرار می گیرد، ولتاژ خروجی متناسب با قدرت میدان مغناطیسی تولید می كند. این ولتاژ بسیار كوچك و در حدود میكرو ولت است. بنابراین استفاده از مدارات بهسازی ضروری است. اگر چه سنسور اثرهال، سنسور میدان مغناطیسی است ولی می تواند به عنوان جزء اصلی در بسیاری از انواع حسگرهای جریان، دما، فشار و موقعیت و … استفاده شود. در سنسورها، سنسور اثر هال میدانی را كه كمیت فیزیكی تولید می كند و یا تغییر می دهد حس می كند.
ویژگیهای عمومی

ویژگیهای عمومی سنسورهای اثرهال به قرار زیر می باشند:

1 - حالت جامد ؛

2 - عمر طولانی ؛

3 - عمل با سرعت بالا-پاسخ فركانسی بالای 100KHZ ؛

4 - عمل با ورودی ثابت (Zero Speed Sensor) ؛

5 - اجزای غیر متحرك ؛

6-ورودی و خروجی سازگار با سطح منطقیLogic Compatible input and output ؛

7 - بازه دمایی گسترده (-40°C ~ +150°C) ؛

8 - عملكرد تكرار پذیرعالی Highly Repeatable Operation ؛

9 - یك عیب بزرگ این است كه در این سیستمها پوشش مغناطیسی مناسب باید در نظرگرفته شود، چون وجود میدان های مغناطیسی دیگر باعث می شود تا خطای زیادی در سیستم اتفاق افتد.


تاریخچه

اثرهال توسط دكتر ادوین هال (Edvin Hall) درسال 1879 در حالی كشف شد كه او دانشجوی دكترای دانشگاه Johns Hopkins در بالتیمر(Baltimore) انگلیس بود.

هال درحال تحقیق بر تئوری جریان الكترون كلوین بود كه دریافت زمانی كه میدان یك آهنربا عمود بر سطح مستطیل نازكی از جنس طلا قرار گیرد كه جریانی از آن عبور می كند، اختلاف پتانسیل الكتریكی در لبه های مخالف آن پدید می آید.

او دریافت كه این ولتاژ متناسب با جریان عبوری از مدار و چگالی شار مغناطیسی عمود بر مدار است. اگر چه آزمایش هال موفقیت آمیز و صحیح بود ولی تا حدود 70 سال پیش از كشف آن كاربردی خارج از قلمرو فیزیك تئوری برای آن بدست نیامد.

با ورود مواد نیمه هادی در دهه 1950 اثرهال اولین كاربرد عملی خود را بدست آورد. درسال 1965 Joe Maupin ,Everett Vorthman برای تولید یك سنسور حالت جامد كاربردی وكم هزینه از میان ایده های متفاوت اثرهال را انتخاب نمودند. علت این انتخاب جا دادن تمام این سنسور بر روی یك تراشه سیلیكن با هزینه كم و ابعاد كوچك بوده است این كشف مهم ورود اثر هال به دنیای عملی و پروكاربرد خود درجهان بود.


تئوری اثرهال

اگر یك ماده هادی یا نیمه هادی كه حامل جریان الكتریكی است در یك میدان مغناطیسی به شدت B كه عمود برجهت جریان عبوری به مقدار I می باشد قرار گیرد، ولتاژی به مقدار V در عرض هادی تولید می شود.

این خاصیت در مواد نیمه هادی دارای مقدار بیشتری نسبت به مواد دیگر است و از این خاصیت در قطعات اثرهال تجارتی استفاده میشود.
ولتاژها به این علت پدید می آید كه میدان مغناطیسی باعث می شود تا نیروی لرنتز برجریان عمل كند و توزیع آنرا برهم بزند[F=q(V´B)]. نهایتا حاملهای جریان مسیر منحنی را مطابق شكل بپیمایند.


ادامه مطلب


foot pain bunion
یکشنبه 18 تیر 1396 09:32 ق.ظ
This is the right website for anyone who really wants to find out
about this topic. You realize a whole lot its almost tough to argue with
you (not that I personally will need to?HaHa).
You definitely put a new spin on a topic which has been discussed for years.
Wonderful stuff, just wonderful!
هونام سنگ
پنجشنبه 11 خرداد 1396 10:04 ق.ظ
سلام.ممنون از سایت خوبتون.موفق و موید باشید دوست عزیز
scarcetongue336.soup.io
یکشنبه 24 اردیبهشت 1396 07:06 ب.ظ
Hiya! I know this is kinda off topic but I'd figured I'd ask.
Would you be interested in trading links or maybe guest writing a blog article or vice-versa?
My website discusses a lot of the same topics as yours and I feel we could greatly
benefit from each other. If you happen to be interested feel free
to shoot me an e-mail. I look forward to hearing from you!
Awesome blog by the way!
BHW
جمعه 25 فروردین 1396 03:22 ب.ظ
My brother suggested I might like this blog. He was totally right.

This post actually made my day. You cann't imagine just how much
time I had spent for this info! Thanks!
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر