مستشعر المجال المغناطيسي الصناعي

مستشعر هول هو مستشعر للمجال المغناطيسي يعتمد على تأثير هول، حيث يحول تغيرات المجال المغناطيسي إلى إشارات جهد للإخراج. يتم تطبيقه على نطاق واسع في صناعات مثل التصنيع والسيارات والإلكترونيات الاستهلاكية والأجهزة الطبية، ويعمل كحجر زاوية للتحكم الذكي والدقيق في المعدات. فيما يلي تحليل لمبادئ التشغيل والتصنيفات ومقاييس الأداء والتطبيقات والاتجاهات المستقبلية.

يصف تأثير هول، الذي اكتشفه الفيزيائي الأمريكي إدوين هول في عام 1879، توليد فرق جهد (جهد هول) عبر أشباه الموصلات أو الموصل عندما يتدفق تيار كهربائي عموديًا على مجال مغناطيسي خارجي. تنشأ هذه الظاهرة من انحراف ناقلات الشحنات (الإلكترونات أو الثقوب) تحت قوة لورنتز، مما يخلق جهدًا قابلاً للقياس متعامدًا مع اتجاهات التيار والمجال المغناطيسي. تستفيد مستشعرات هول من هذا المبدأ لترجمة تغييرات المجال المغناطيسي إلى إشارات جهد متناسبة، مما يتيح الكشف الدقيق عن شدة المجال المغناطيسي والاتجاه والتقلبات الديناميكية.

تشمل المعلمات الهامة لمستشعرات هول:

• جهد الإمداد: عادةً ما يكون 5 فولت، 12 فولت-24 فولت. قد يؤدي الجهد الزائد إلى إتلاف المكونات الداخلية، بينما يضيق الجهد غير الكافي نطاق القياس.
• التيار المقنن مقابل نطاق القياس: يحدد التيار المقنن ظروف التشغيل المثلى؛ يحدد نطاق القياس الحد الأقصى للتيار القابل للكشف.
• دقة إشارة الإخراج: الانحراف بين قيم الإخراج الفعلية والنظرية، غالبًا ما يتم تثبيته في حدود ±0.1% في التطبيقات العملية.
• وقت الاستجابة:
  • وقت البدء: الفاصل الزمني من التشغيل إلى الإخراج المستقر.
  • وقت الاستجابة التشغيلية: الفاصل الزمني من تغيير التيار إلى تعديل الإخراج.
• عرض النطاق الترددي: التردد الذي تتضاءل عنده إشارة الإخراج إلى نسبة محددة بالنسبة إلى الإدخال.
• طرق التركيب: تشمل الخيارات التركيب على لوحة الدوائر المطبوعة، وتثبيت البراغي، وإدخال الفتحات.
• معلمات إضافية: القدرة على التكيف مع البيئة، واستقرار درجة الحرارة، وجهد العزل، ومقاومة التداخل الكهرومغناطيسي (EMI).