Fel arfer yn y broses o ddefnyddio ffon reoli, mae dwy ffordd i gyflawni signal allbwn analog: ffurf synhwyrydd Neuadd a math potentiometer.
1, Nod yr erthygl hon yw egluro egwyddor gweithredu sylfaenol synhwyrydd Hall, y gwahaniaethau, y manteision a'r anfanteision rhwng 2D Hall a 3D Hall.
Diffiniad o Effaith Neuadd:
Darganfuwyd effaith Hall gan ffisegydd Hall ym 1879. Mae'n diffinio'r berthynas rhwng maes magnetig a foltedd anwythol. Mae'r effaith hon yn gwbl wahanol i anwythiad electromagnetig traddodiadol.
——Delwedd o'r Rhyngrwyd
Fel y dangosir uchod, pan fydd cerrynt trydan yn mynd trwy ddargludydd sydd wedi'i leoli mewn maes magnetig (yr arwyneb cysgodol), mae'r maes magnetig yn rhoi grym ar yr electronau yn y dargludydd sy'n berpendicwlar i gyfeiriad symudiad yr electronau, gan arwain at wahaniaeth potensial i'r ddau gyfeiriad yn berpendicwlar i'r dargludydd a'r llinell anwythiad magnetig.
Pan fydd maes magnetig perpendicwlar i'r cyfeiriad presennol yn cael ei gymhwyso i'r lled-ddargludydd, bydd electronau a thyllau yn y lled-ddargludydd yn cael eu denu gan rym Lorentz i wahanol gyfeiriadau ac yn agregu i wahanol gyfeiriadau. Bydd maes trydan yn cael ei gynhyrchu rhwng yr electronau a'r tyllau a gasglwyd. Ar ôl i'r grym maes trydan a grym Lorentz gael eu cydbwyso, ni fyddant yn agregu mwyach. Yn yr achos hwn, bydd y maes trydan yn gwneud yr electronau a'r tyllau dilynol yn ddarostyngedig i rym y maes trydan ac yn cydbwyso grym Lorentz a gynhyrchir gan y maes magnetig, fel y gall yr electronau a'r tyllau dilynol basio trwodd yn esmwyth heb wyro, sef yr effaith Neuadd . Gelwir y gwahaniaeth foltedd rhwng y ddwy ochr yn foltedd Hall.
Diagram sgematig
Mae'r electron yn creu gwahaniaeth potensial yn y maes magnetig gan arwain at rym Lorentz
Mae Lorentz yn gorfodi F=qE plws qvB/c
Felly maes y Neuadd
UH{0}}RH·I= -B·I /(q·n·c)
Cymhwyso Effaith Neuadd:
Er bod effaith Hall wedi'i ddarganfod yn gynharach, fe'i cyfyngwyd gan ddatblygiad magnetau cyson a chydrannau electronig. Ymddangosodd synwyryddion neuadd gyntaf tua'r 1970au.
Mae'r synhwyrydd Neuadd sylfaenol wedi'i ddylunio fel cylched integredig sglodion Hall hynod ddibynadwy trwy becynnu'r sglodion cylched o ddeunydd crisial sengl silicon yn strwythur pecynnu aer-dynn.
Fodd bynnag, oherwydd problemau dylunio cylched, bydd sglodion Hall a ddefnyddir am y tro cyntaf yn cynhyrchu newidiadau foltedd mawr oherwydd drifft tymheredd, na ellir eu cymhwyso yn yr amgylchedd diwydiannol gwirioneddol.
Yn ddiweddarach, tan tua'r 1990au, defnyddiodd rhai cwmnïau, megis MLX, gylchedau iawndal tymheredd i wrthbwyso dylanwad paramedrau tymheredd cysylltiedig yn y fformiwla cyfrifo maes magnetig, fel nad yw'r maes magnetig yn newid gyda'r tymheredd. Ar ben hynny, mae sglodyn Hall wedi gwireddu gweithrediad rhaglenadwy, nad oes angen iddo addasu'r allbwn analog a osodwyd gan y sglodyn Hall i'r gofynion defnydd, ac mae'n ehangu'n fawr y senario defnydd a chwmpas sglodion Hall.
Dechreuodd sglodion neuadd gael ei ddefnyddio'n helaeth mewn amgylchedd diwydiannol a cherbydau, a ddefnyddir i farnu paramedrau dadleoli a chylchdroi Angle, a'u trosi'n allbwn analog.
Yn dilyn Cwmni MLX, ymunodd llawer o weithgynhyrchwyr IC gartref a thramor yn natblygiad sglodion Neuadd. Mae'r sglodion Hall confensiynol a ddefnyddir yn awr fel arfer yn cael ei wneud o sglodion Hall lluosog wedi'u harosod ar gyfer dyfarniad diswyddo, sy'n gwella'n fawr cydraniad a chywirdeb allbwn analog.
Defnydd y Neuadd yn yr handlen:
Cyflawnodd dolenni diwydiannol cynnar allbwn analog trwy strwythur cylchdroi'r handlen, a wthiodd y bwled i yrru'r falf hydrolig. Bydd diffygion mewn rheolaeth ddeallus a dylunio rhesymeg, ac mae'n anochel y bydd gan y ddyfais hydrolig ffenomen gollwng olew, na ellir ei ddefnyddio yn yr olygfa â gofynion lefel llygredd uchel neu yn yr olygfa sy'n gofyn am amgylchedd glân.
Defnydd hydrolig o'r ffurflen fwled
——Delwedd o'r Rhyngrwyd
Defnyddiwyd Hall mewn ffyn rheoli am y tro cyntaf gan Danfoss, gwneuthurwr Almaenig. Ei brif gynnyrch yw JS1, JS1000 ac yn y blaen.
Defnyddir gweithgynhyrchwyr sglodion neuadd yn gyffredin yn yr handlen, gan gynnwys MLX, TI, McGahn ac yn y blaen.
Mae gwahaniaethau rhwng neuadd awyren 2D a neuadd 3D yn ôl gwahanol ddulliau defnydd.
Gwahaniaeth rhwng Neuadd 2D a Neuadd 3D:
Fel arfer, mae'r defnydd o Hall yn y handlen wedi'i rannu'n gylchdro a dadleoli a swing. Y math cylchdro yw Neuadd 2D, a'r math dadleoli a swing yw Neuadd 3D.
* Sylwch ar y defnydd o ddur magnetig:
Waeth beth fo ffurf y Neuadd, mae dau ofyniad rheoli critigol i sicrhau sefydlogrwydd gwaith y Neuadd.
Yr un cyntaf yw'r pellter rhwng y dur magnetig a chanolfan y Neuadd, sy'n amrywio yn ôl gwahanol fodelau sglodion Hall. Yn gyffredinol mae tua 1 ~ 5mm.
Yr ail yw maint magnetization dur magnetig, yn ôl y model sglodion Hall yn wahanol, yn gyffredinol mewn dwsinau o mT i gannoedd o mT.
Os yw'r naill neu'r llall o'r ddau baramedr allan o ystod neu os yw'r gwyriad yn fawr, bydd yn achosi ansefydlogrwydd sglodion Hall, gan arwain at dreiglad allbwn neu wyriad allbwn.
Yn ogystal, yn gyffredinol, ni fydd dur magnetig yn achosi gwyriad allbwn oherwydd demagnetization yn ystod ei ddefnydd hirdymor, a'i baramedr allweddol yw coercivity dur magnetig. Coercivity yn cyfeirio at y dwysedd ymsefydlu magnetig nid yw B yn dychwelyd i sero pan fydd y maes magnetig allanol yn dychwelyd i sero ar ôl dirlawnder magnetization o ddeunyddiau magnetig. Dim ond trwy ychwanegu maes magnetig o faint penodol i gyfeiriad arall y maes magnetization gwreiddiol y gall y dwyster ymsefydlu magnetig ddychwelyd i sero, a elwir yn faes magnetig gorfodol neu rym gorfodol.
Yn gyffredinol, mae gorfodaeth dur magnetig yn gofyn am Hcb Mwy na neu'n hafal i 850KA/m; Gorfodaeth cynhenid Hcj Yn fwy na neu'n hafal i 955KA/m. Y prif ffactor sy'n dylanwadu yw deunydd dur magnetig. Yn gyffredinol, mae gorfodaeth deunydd ferrite yn fach, a fydd yn arwain at ddadmagneteiddio dur magnetig am amser hir. Ac mae gorfodaeth deunydd NdFeb yn fwy, fel arfer tymheredd uchel nad yw'n hirdymor (uwchlaw 60 ~ 80 gradd) o dan yr amodau defnydd, mae'r defnydd o tua phump i ddeng mlynedd yn fwy na digon.
Y dur magnetig a ddefnyddir ar gyfer y handlen fel arfer yw dur magnetig N35 Ndfeb.
Elfennau rheoledig eraill o ddur magnetig yw remanence Br ac uchafswm cynnyrch ynni magnetig BH(uchafswm).
1. Math Rotari:
Mae Neuadd Rotari fel arfer wedi'i osod yng nghanol yr echelin cylchdro, ac mae cyfeiriad y magnetization yn rheiddiol. Pan fydd y siafft handlen yn cael ei throi, mae foltedd y Neuadd yn cael ei gynhyrchu oherwydd y newid yn y fflwcs magnetig trwy'r synhwyrydd Hall.
Mae manteision y dull hwn o ddefnyddio fel a ganlyn:
1. Cymesuredd foltedd da;
2. Anhawster gwireddu isel;
3. Yn achos handlen siafft deuol, mae ymyrraeth echel XY yn fach;
4. Mae'r handlen un-echel yn cymryd llai o le.
5. anhawster magnetization isel.
6. Gall Angle Cylchdro fod yn fawr (llai na 360 gradd)
Yr anfanteision yw:
1. Pan fydd y handlen deuol-echel yn cael ei wireddu, mae angen iddo feddiannu gofod cymharol fawr;
2. Rhaid ei ddefnyddio yng nghanol y cylchdro.
Math o gylchdro
1. Fformiwla dadleoli:
Fel arfer, y defnydd o ddadleoli hefyd yw'r defnydd o Neuadd 3D, fel y sglodion baner MT1531 cyntaf. Fel arfer mae cyfeiriad magnetization yn rheiddiol. Yn y modd hwn, dylai fod gan y maes magnetig dur fflwcs magnetig o 0mT yn y pwynt canol, sef uchafswm ar y ddwy ochr. Pan fydd dur magnetig yn cael ei magnetized yn y modd hwn, mae angen cael gofynion ar yr unffurfiaeth magnetization ar ddwy ochr dur magnetig stribed neu ddur magnetig crwm. Os yw'r maint magnetig yn wahanol, bydd y dosbarthiad fflwcs magnetig yn anwastad, gan arwain at wyriad llinellol allbwn ar y ddwy ochr pan fydd y handlen yn cael ei ysgwyd.
Manteision:
1. Mae'r strwythur yn syml ac mae pris y neuadd dadleoli yn isel;
2. Mae cyfnod strwythurol y dur magnetig sy'n anodd ei osod yng nghanol y cylchdro yn well;
3. strwythur hyblyg, gall wneud mwy o amrywiaethau o strwythur.
Anfanteision:
1. Mae angen cymesuredd magnetizing dur magnetig;
2. Yn gyffredinol, mae'n anodd iawn gwireddu cymesuredd llinellol fformiwla dadleoli;
3. Ni ddylai'r Angle cylchdro fod yn rhy fawr; (fel arfer heb fod yn fwy na 40 gradd)
——Delwedd o fanyleb MLX90333
1. math swing:
Mae Neuadd Osgiladu yn sylweddoliad cyffredin o neuadd biaxial. Mae'n gwireddu allbwn deuol-echel neu hyd yn oed aml-echel o un sglodyn drwy arosod sglodion Neuadd lluosog ar synhwyrydd Neuadd.
Fel arfer, cyfeiriad magnetization dur magnetig yw magnetization echelinol, a bydd magnetization echelinol dur magnetig cylchol yn lleihau anhawster magnetization yn fawr.
——Delwedd o fanyleb MLX90333
Ar gyfer synwyryddion Neuadd, er bod un sglodyn 3D yn ddrutach na sglodyn 2D, mae cost gweithredu allbwn biaxial yn gymharol is na defnyddio dau sglodion 2D.
Manteision:
1. Mae gan ddur magnetig anhawster magnetization isel. Anhawster cydosod isel;
2. cost gwireddu biaxial yn isel;
3. Mae gofod llorweddol y handlen yn llai meddiannu;
Anfanteision:
1. Mae gofyniad gwrthbwyso darn Hall yn gymharol uchel, ac yn gyffredinol nid yw gofyniad gwrthbwyso'r UDRh yn fwy na 1/2 o'r droed weldio; Fel arall, bydd ymyrraeth biaxial mawr (hynny yw, wrth wthio un echel, mae gan yr echel arall amrywiadau allbwn, ni all Neuadd 3D osgoi ymyrraeth biaxial, ond yn gyffredinol o fewn yr ystod gwyriad allbwn yn cael ei ystyried yn gymwys)
2. Bydd y gost o gyflawni allbwn uniaxial yn uwch;
3. Mae'r Ongl cylchdro yn llai na'r math dadleoli (yn gyffredinol dim mwy na 30 gradd);
Mae handlen HJ8 Shanghai Chen Gong Electric Control yn defnyddio Neuadd 3D MLX90333.
ii. Ffactorau sy'n effeithio ar wyriad allbwn Neuadd:
A siarad yn gyffredinol, y ffactorau sy'n effeithio ar foltedd allbwn Neuadd yn bennaf y rhesymau canlynol. Yn gyffredinol, gan mai anaml y mae'r sglodyn yn mynd yn ddrwg, mae achosion gwyriad foltedd allbwn yn cael eu dadansoddi'n bennaf o'r newidiadau fflwcs magnetig:
1. Newidiadau mewn fflwcs magnetig a achosir gan ddur magnetig:
Bydd dur magnetig yn newid y fflwcs magnetig ac felly'r foltedd allbwn oherwydd amrywiol resymau, megis:
A. Mae amddiffyniad gwael yn arwain at arsugniad powdr haearn ar y dur magnetig, gan arwain at newid fflwcs magnetig.
B. Mae gosod dur magnetig yn amhriodol yn arwain at lacio dur magnetig;
C. Mae craciau cudd yn bodoli pan fydd dur magnetig yn rhybedu neu'n sefydlog, a all arwain at graciau a newidiadau fflwcs magnetig ar ôl tymheredd uchel ac isel.
Ffyrdd o osgoi:
Mae angen dadansoddi'r ffactorau hyn a dilyn mesurau gwella yn FEMA y cynllun a'r broses.
2. Newidiadau fflwcs magnetig a achosir gan achosion allanol:
Yn gyffredinol, mae'r fflwcs magnetig trwy sglodion Hall yn newid oherwydd amrywiadau cylched a achosir gan faes magnetig allanol neu effaith foltedd, gan effeithio ar yr allbwn.
Ffyrdd o osgoi:
Cynhaliwyd prawf EMC, a defnyddiwyd tarian darian i gynyddu cysgodi sglodion Hall.
3. Gwyriad allbwn a achosir gan strwythur mecanyddol:
Ar ôl defnydd hirdymor, mae'r cynnydd mewn clirio mecanyddol yn arwain at gynnydd mewn gwyriad allbwn.
Ffyrdd o osgoi:
Optimeiddio'r dyluniad strwythurol.
4. Cyflenwad pŵer foltedd mewnbwn allanol heb ei reoleiddio:
A siarad yn gyffredinol, foltedd mewnbwn enwol Hall gwneuthurwr handlen Neuadd yw 5.0Vdc±0.5V, ond yn ymarferol, mae'r foltedd hwn yn cyfeirio at y foltedd sy'n gyrru synhwyrydd y Neuadd. Os yw'r gwerth foltedd allbwn graddnodi yn 0.5 ~ 2.5V ~ allbwn 4.5V, foltedd mewnbwn 5.5V, yna bydd y foltedd allbwn canolrif yn 2.75V, y tu hwnt i ystod y gofynion canolrif. Felly, yn gyffredinol dywedir wrth gwsmeriaid am ddefnyddio cyflenwad pŵer rheoledig. Mae gwyriad y cyflenwad pŵer yn gyffredinol yn ±0.2V gydag amodau yn yr ystod orau o ±0.1V.