Cảm biến hiệu ứng Hall hay bộ chuyển đổi hiệu ứng Hall là một cảm biến tích hợp dựa trên hiệu ứng Hall và bao gồm phần tử Hall và mạch phụ của nó.Cảm biến Hall được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp, giao thông và đời sống.Từ cấu tạo bên trong của cảm biến Hall hoặc trong quá trình sử dụng bạn sẽ thấy rằngNam châm vĩnh cửulà một bộ phận làm việc quan trọng.Tại sao cần có nam châm vĩnh cửu cho cảm biến Hall?
Trước hết hãy bắt đầu từ nguyên lý hoạt động của cảm biến Hall, Hiệu ứng Hall.Hiệu ứng Hall là một loại hiệu ứng điện từ, được nhà vật lý người Mỹ Edwin Herbert Hall (1855-1938) phát hiện vào năm 1879 khi nghiên cứu cơ chế dẫn điện của kim loại.Khi dòng điện đi qua dây dẫn vuông góc với từ trường bên ngoài, hạt mang điện bị lệch và một điện trường bổ sung sẽ được tạo ra vuông góc với hướng của dòng điện và từ trường, dẫn đến sự chênh lệch điện thế ở hai đầu dây dẫn.Hiện tượng này là hiệu ứng Hall hay còn gọi là hiệu điện thế Hall.
Hiệu ứng Hall về cơ bản là sự làm lệch hướng của các hạt tích điện chuyển động do lực Lorentz gây ra trong từ trường.Khi các hạt tích điện (electron hoặc lỗ trống) bị giam giữ trong vật liệu rắn, sự lệch hướng này dẫn đến sự tích tụ các điện tích dương và âm theo hướng vuông góc với dòng điện và từ trường, do đó tạo thành thêm một điện trường ngang.
Chúng ta biết rằng khi các electron chuyển động trong từ trường sẽ chịu tác dụng của lực Lorentz.Như trên, trước tiên chúng ta hãy nhìn vào bức tranh bên trái.Khi electron di chuyển lên trên thì dòng điện do nó tạo ra sẽ di chuyển xuống dưới.Nào chúng ta hãy sử dụng quy tắc bàn tay trái, để đường cảm ứng từ của từ trường B (bắn vào màn hình) xuyên vào lòng bàn tay, tức là lòng bàn tay hướng ra ngoài và chỉ bốn ngón tay vào lòng bàn tay. hướng hiện tại, nghĩa là giảm bốn điểm.Khi đó, hướng ngón tay cái là hướng lực của electron.Các electron bị đẩy về bên phải nên điện tích trong tấm mỏng sẽ nghiêng sang một bên dưới tác dụng của từ trường bên ngoài.Nếu electron nghiêng sang phải thì sẽ hình thành hiệu điện thế ở bên trái và bên phải.Như trong hình bên phải, nếu vôn kế được nối ở bên trái và bên phải thì điện áp sẽ được phát hiện.Đây là nguyên tắc cơ bản của cảm ứng Hall.Điện áp được phát hiện được gọi là điện áp cảm ứng Hall.Nếu loại bỏ từ trường bên ngoài thì điện áp Hall sẽ biến mất.Nếu được biểu diễn bằng hình ảnh thì hiệu ứng Hall giống như hình sau:
i: hướng dòng điện, B: hướng của từ trường ngoài, V: điện áp Hall và các chấm nhỏ trong hộp có thể coi là electron.
Từ nguyên lý hoạt động của cảm biến Hall có thể thấy, cảm biến hiệu ứng Hall là cảm biến hoạt động, cần có nguồn điện bên ngoài và từ trường để hoạt động.Xem xét các yêu cầu về khối lượng nhỏ, trọng lượng nhẹ, tiêu thụ điện năng thấp và sử dụng thuận tiện trong ứng dụng cảm biến, một nam châm vĩnh cửu đơn giản thay vì nam châm điện phức tạp được sử dụng để cung cấp từ trường bên ngoài.Hơn nữa, trong bốn loại nam châm vĩnh cửu chính,SmCoVàĐất hiếm NdFeBnam châm có những ưu điểm như đặc tính từ tính cao và độ ổn định làm việc ổn định, có thể cho phép đầu dò hoặc cảm biến hiệu ứng Hall hiệu suất cao đạt được độ chính xác, độ nhạy và các phép đo đáng tin cậy.Vì vậy NdFeB và SmCo sử dụng nhiều hơn nhưNam châm chuyển đổi hiệu ứng Hall.
Thời gian đăng: Sep-10-2021