مبدأ عمل عناصر هول
لنبدأ بالتعرف على تأثير هول لفهم مبدأ عمل عناصر هول. تأثير هول هو نوع من التأثيرات الكهرومغناطيسية اكتشفه الفيزيائي الأمريكي هول عام 1879 أثناء دراسة آلية توصيل المعادن. عندما يمر التيار عبر أشباه الموصلات بشكل عمودي على المجال المغناطيسي الخارجي، تنحرف الناقلات، ويولد مجال كهربائي إضافي بشكل عمودي على اتجاه التيار والمجال المغناطيسي، مما يؤدي إلى فرق جهد عند طرفي أشباه الموصلات. تُعرف هذه الظاهرة باسم تأثير هول، والمعروف أيضًا باسم فرق جهد هول.
عناصر هول هي أجهزة هول مصنوعة بناءً على تأثير هول، والتي تستخدم المجال المغناطيسي كوسيط عمل لتحويل معلمات حركة الجسم إلى خرج جهد رقمي، مما يتيح لها الحصول على وظائف الاستشعار والتبديل. وفقًا لوظيفة عناصر هول، يمكن تقسيمها إلى عناصر هول الخطية وعناصر تبديل هول. الأول يخرج إشارات تناظرية، بينما يخرج الأخير إشارات رقمية. 01. تتضمن المكونات الداخلية لعنصر هول الخطي بشكل أساسي دائرة منظم الجهد وعنصر هول الخطي ومضخم تشغيلي. مدخله هو شدة الحث المغناطيسي، ومخرجه هو جهد متناسب مع كمية الإدخال. يتميز هذا النوع من الدوائر بحساسية عالية وخطية ممتازة، ومناسب لاكتشاف المجال المغناطيسي المتنوع. ستؤدي عناصر هول الخطية إلى إحداث ضربة مكافئة بناءً على قوة المجال المغناطيسي. على سبيل المثال، يستخدم ذراع التسارع في السيارة الكهربائية عناصر هول الخطية، والتي يمكنها زيادة السرعة من 0 إلى الحد الأقصى وفقًا لتغير المجال المغناطيسي. ومع ذلك، عندما تتجاوز قوة المجال المغناطيسي أعلى نقطة في نطاق معين، تظل السرعة دون تغيير.
02. نوع مفتاح هول يتكون مستشعر هول من منظم، عنصر هول، مكبر، مشغل شميت، ومرحلة إخراج.
عندما يقترب جسم مغناطيسي من مفتاح هول، فإن عنصر هول الموجود على سطح اكتشاف المفتاح يولد تأثير هول، مما يتسبب في تغيير حالة الدائرة الداخلية للمفتاح، وبالتالي تحديد وجود جسم مغناطيسي قريب والتحكم في تشغيل المفتاح أو إيقاف تشغيله. يجب أن يكون جسم الكشف لمفتاح القرب هذا جسمًا مغناطيسيًا.