Реферат на тему Датчик Холла

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ПОНЯТИЕ, СОСТАВ, ПРИНЦИП РАБОТЫ ДАТЧИКА ХОЛЛА 4
2. ВИДЫ ДАТЧИКОВ ХОЛЛА, ИХ ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ 7
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 11
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 12

Введение:

Для передачи в электрическую схему информации о положении различных подвижных элементов, таких как валы, заслонки, крышки, роторы электродвигателей, в свое время были разработаны специализированные приборы, известные как датчики положения. Существуют датчики, основанные на электромеханическом, емкостном, индуктивном, ультразвуковом, магнитном или оптическом принципе работы, а также множество комбинированных устройств. Каждый тип датчиков обладает конкретными достоинствами и недостатками и имеет свою область применений. В последние десятилетия список типов датчиков положения пополнился еще одним типом – датчиками на основе эффекта Холла.
Отличительными характеристиками современной электроники являются компактность и экономичность. И если с компактностью у датчиков Холла особых проблем никогда не было, то с экономичностью до недавнего времени было непросто: в связи с появлением экономичных электронных приборов, позволяющих устройству несколько лет работать от одноэлементной литиевой батарейки, даже небольшой ток потребления обычного датчика Холла уже вносит ощутимый вклад в общее энергопотребление системы.
Цель работы – рассмотреть особенности датчика Холла.
Задачи работы:
1. Изучить понятие, состав, принцип работы датчика Холла.
2. Описать виды датчиков Холла, их преимущества и недостатки.

Заключение:

Датчик Холла (датчик положения) – прибор, предназначенный для измерения напряженности магнитного поля. В его работе лежит эффект Холла.
Эффект Холла – явление возникновения разности потенциалов на краях поперечного сечения проводника с протекающим в нем током, наблюдающееся при помещении этого проводника в магнитное поле. Открыт в 1879 г. американским физиком Эдвином Г. Холлом в тонких пластинках золота. Эффект основан на отклонении траектории движения носителей заряда от прямолинейной за счет воздействия на них силы Лоренца: в результате такого движения заряженных частиц у одной боковой грани проводника скапливаются положительно зараженные частицы, а у противоположной грани – отрицательно заряженные и возникает разность потенциалов, которую называют холловским напряжением.
Надо отметить, что эффект Холла стал массово использоваться в промышленности лишь во второй половине ХХ века, когда полупроводниковые материалы стали доступными.
Одно из ключевых преимуществ подобных датчиков – отсутствие каких-либо механически контактирующих элементов, а это значит, что нет износа и, как следствие, продолжительный срок безотказной работы узла.
Сегодня датчик Холла может быть как аналоговым, так и цифровым.
Чаще они применяются в измерении напряженности поля магнитной индукции, в электродвигателях, в ионных двигателях ракет. Широкое распространение датчики Холла нашли в устройстве системы зажигания современных автомобилей.
Также они используются в бесконтактных выключателях, герконах, при измерении силы тока, уровня жидкости и других местах.

Фрагмент текста работы:

ПОНЯТИЕ, СОСТАВ, ПРИНЦИП РАБОТЫ ДАТЧИКА ХОЛЛА

В 1879 г. американский физик Эдвин Холл обнаружил очень странную вещь. Он взял пластинку золота и стал пропускать через неё постоянный ток. На рис. 1.1 эта пластинка отмечена с гранями ABCD.

Рис. 1.1 Эффект Холла [4]

Когда он пропускал постоянный ток через грани D и B, поднес перпендикулярно пластинке постоянный магнит и обнаружил разность потенциалов на гранях А и C, т.е. напряжение.
В соответствии с законами электродинамики, сила Лоренца воздействует на носители заряда, что приводит к разности потенциалов. Величина напряжения Uхолла довольно мала, в пределах от 10 мкВ до 100 мВ, она зависит как от силы тока, так и напряженности поля, создаваемым либо постоянным магнитом, либо электромагнитом [4].
Этот эффект и назвали в честь этого ученого. Дальнейшее развитие технологий позволило создать на основе обнаруженного эффекта компактное устройство-датчик. Радиоэлементы, основанные на эффекте Холла, называют датчиками Холла.
Но до середины прошлого века открытие не находило серьезного технического применения, пока не было налажено производство полупроводниковых элементов на основе кремния, сверхчистого германия, арсенида индия и т.д., обладающих необходимыми свойствами. Это открыло возможности для производства малогабаритных датчиков, позволяющих измерять напряженность поля, так и силу тока, идущего по проводнику [7, с.35].
Наиболее эффективными материалами для изготовления датчика считаются полупроводники арсениды галлия и индия.
Схема простого датчика Холла изображена на рис. 1.2.