Qu'est-ce qu'un capteur Hall et où est-il utilisé?
Principe de fonctionnement et types
L'utilisation de capteurs dans divers appareils (dans la tablette en particulier) s'explique par leur capacité à répondre aux changements de champ et à s'éteindre lorsque le couvercle magnétique du boîtier est fermé. En raison de cette propriété, ils sont installés dans des machines à laver, vous permettant de contrôler la vitesse de rotation du tambour. En termes simples - ici, le capteur Hall est utilisé comme tachymètre.
Contexte historique
Pour comprendre le principe de fonctionnement de cet élément, vous aurez besoin d'une petite excursion dans l'histoire. En 1879, le physicien américain Hall découvre un phénomène intéressant lié au comportement d'un conducteur avec courant dans un champ magnétique. Le test a montré que si un courant passe à travers une plaque de cuivre placée entre les aimants, une différence de potentiel apparaît sur ses faces latérales. Une question logique se pose: comment vérifier cette tension à la maison?
Il s'est avéré qu'en pratique, il peut être mesurer avec un multimètre ou tout autre appareil ayant les limites appropriées. La même chose peut être faite avec n'importe quel testeur approprié ou instrument similaire.
La connexion du compteur confirme que les électrons en mouvement sont déviés sur le côté sous l'influence du champ magnétique (perpendiculaire à la direction de leur mouvement).
Important! L'amplitude de cette déviation ou différence de potentiel est proportionnelle à la "puissance" des aimants et au courant traversant la plaque.
Sur cette base, Hall a conclu qu'un tel conducteur est un bon outil pour mesurer le champ magnétique. Le fonctionnement d'un élément sensible spécial appelé capteur Hall est basé sur cet effet. Après avoir compris comment cela fonctionne dans chaque appareil particulier, vous pouvez être sûr de l'assimilation finale de son principe de fonctionnement.
Classification
Il est important de comprendre ce que sont les capteurs à effet Hall et selon quel principe ils sont généralement classés. Selon les caractéristiques du travail et pourquoi il est nécessaire ou pour l'usage auquel il est destiné, le capteur Hall peut avoir différentes conceptions. L'une des variétés est des appareils analogiques qui produisent un signal continu à la sortie.
En revanche, un élément numérique n'a que deux états discrets («zéro» et «un»). Ce type d'appareil peut être unipolaire ou avoir un type bipolaire.Le premier d'entre eux fonctionne lorsqu'un champ de toute polarité est détecté et s'éteint lorsqu'il disparaît. C'est-à-dire qu'un capteur numérique unipolaire ne répond qu'à l'absence ou à la présence de tension magnétique. Les caractéristiques considérées de chacune des sous-espèces aident également à comprendre de quoi il s'agit - un capteur à effet Hall.
Les capteurs unipolaires ne passent en «unité» que lorsque le champ atteint le niveau seuil et ne sont pas en mesure de déterminer sa présence à de faibles tensions. La propriété indiquée est un inconvénient significatif de tels dispositifs, limitant considérablement la portée de leur application. Le capteur bipolaire est déclenché en tenant compte de la polarité du champ magnétique, dont l'un l'allume et l'autre l'éteint.
La désignation graphique conventionnelle des appareils de cette classe est illustrée sur la photo ci-dessous:
Exemples d'appareils et d'utilisation
Le système le plus simple avec un capteur Hall comprend les éléments suivants:
- Aimant permanent (sa fonction est de créer un champ magnétique).
- Rotor mobile avec lames ou dents.
- Une tige spéciale en matériau magnétique (noyau magnétique).
- Boîtier en plastique.
De plus, la caractéristique technique du capteur prévoit l'utilisation de microcircuits impliqués dans le processus de mesure.
Il est possible de comprendre le principe de fonctionnement de cet appareil si vous vous familiarisez avec le schéma détaillé de l'inclusion du capteur Hall dans la zone de mesure. Le schéma de connexion et l'essence du capteur peuvent être représentés comme suit:
- Dans l'espace formé par les moitiés du circuit magnétique, les pales métalliques du rotor se déplacent.
- Lorsqu'ils tournent, un shunt périodique du flux magnétique se produit.
- Le microcircuit intégré permet de déterminer un indice d'induction nul (à ces moments la tension à sa sortie est maximale).
- La fréquence de ces rafales, calculée par la même puce, est utilisée pour juger de la vitesse de rotation d'un objet contrôlé (un arbre moteur dans une moto par exemple).
Pour que ce processus se déroule normalement, lorsque le capteur est inclus dans le circuit de mesure, le brochage de cet échantillon doit être pris en compte (il peut être différent).
Pour résumer le schéma considéré, il convient de supposer que les capteurs de cette classe sont capables de mesurer la vitesse de rotation du vilebrequin de tout véhicule en mouvement. L'universalité du capteur, qui n'exclut pas la possibilité de l'installer dans un scooter, par exemple, vous permet d'utiliser le capteur Hall non seulement dans des appareils techniques complexes, mais aussi dans des appareils électroménagers ordinaires.
Application dans le système d'allumage et les machines à laver
Lorsque vous utilisez le capteur Hall dans le système d'allumage du véhicule, il peut être utilisé pour fixer le moment de l'ouverture du distributeur. Dans ce cas, il fonctionne comme un convertisseur analogique, qui détermine les moments d'interruption de l'alimentation embarquée. Son application dans les modules de fonctionnement du lave-linge est basée sur le même principe, qui permet de déterminer l'augmentation du poids du linge par la vitesse de rotation du tambour.
Des capteurs à effet Hall sont installés dans certains échantillons d'appareils de mesure. Le plus souvent, ils sont équipés de pinces sans contact utilisées pour mesurer le courant dans les conducteurs. L'appareil intégré réagit aux changements du champ électromagnétique généré autour du câble d'alimentation. De plus, il convient à la poignée à gaz d'un vélo électrique, vous permettant de contrôler l'angle de rotation.
En conditions domestiques
Dans les claviers d'ordinateur, ces appareils offrent un moyen sans contact de prendre des informations. Le capteur, qui fait partie du refroidisseur de PC domestique, est capable de contrôler la polarité des enroulements du rotor, c'est-à-dire de changer le sens de sa rotation.
Lorsque vous utilisez un tel élément dans un smartphone, en particulier, il permet d'éteindre l'appareil lorsque vous le placez dans un étui avec une fermeture «magnétique».
Considérant l'application des capteurs à effet Hall en termes simples, nous pouvons dire que leur utilisation dans le domaine technique est pratiquement illimitée.Dans le constructeur électronique d'Arduino, par exemple, il existe un kit avec un tel capteur, qui permet en pratique d'illustrer l'effet Hall.
Ce n'est pas le seul exemple de son utilisation à des fins éducatives, aidant les utilisateurs novices à comprendre comment connecter et utiliser des capteurs de structure de terrain.
En conclusion, nous notons que les inconvénients des capteurs à effet Hall comprennent leur sensibilité aux interférences électromagnétiques, qui se produisent souvent dans les circuits de fonctionnement. De plus, l'utilisation de modules électroniques complexes dans la conception de l'appareil affecte dans une certaine mesure sa fiabilité, la réduisant légèrement. Ces inconvénients du capteur ne sont pas considérés comme ses défauts, mais simplement pris en compte lors du travail avec l'équipement.
Vous savez maintenant ce qu'est un capteur Hall, comment il fonctionne et pourquoi vous en avez besoin. Nous espérons que les informations fournies ont été utiles et intéressantes!
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