సెన్సార్లు - ఒక భౌతిక పరిమాణంలో మరొకదానికి (సాధారణంగా, విద్యుత్) ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు గృహ మరియు పారిశ్రామిక ఉపకరణాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి. అవి లేకుండా ఒత్తిడి మరియు ప్రవాహ రేటు (గ్యాస్ లేదా లిక్విడ్) వంటి సాంకేతిక పారామితులను కొలవడం, డిజిటలైజ్ చేయడం మరియు ప్రాసెస్ చేయడం చాలా కష్టం, అసాధ్యం కాకపోయినా. ఉష్ణోగ్రతస్థాయి, అయస్కాంత లేదా విద్యుత్ క్షేత్రాల బలం మొదలైనవి. అత్యంత విస్తృతమైన సెన్సార్లలో ఒకటి హాల్ సెన్సార్ - ఇది రోజువారీ జీవితంలో (స్మార్ట్‌ఫోన్‌లు లేదా ల్యాప్‌టాప్‌లతో ప్రారంభించి) మరియు అత్యంత సంక్లిష్టమైన పారిశ్రామిక పరికరాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.
కంటెంట్‌లు
హాల్ ప్రభావం - ఆపరేషన్ సూత్రం
ఈ ప్రభావాన్ని 1879లో అమెరికన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఎడ్విన్ హాల్ కనుగొన్నాడు మరియు అతని పేరు పెట్టారు. దృగ్విషయం యొక్క సారాంశం ఏమిటంటే, మీరు ఒక మెటల్ ప్లేట్ తీసుకొని దాని ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని పంపితే (చిత్రంలో AB దిశలో), ఆపై అయస్కాంత క్షేత్రంతో ప్లేట్‌పై పని చేస్తే, ఉదాహరణకు, శాశ్వత అయస్కాంతం ద్వారా సృష్టించబడుతుంది, అప్పుడు ప్రస్తుత ప్రకరణానికి లంబంగా ఉండే దిశలో (చిత్రంలో CD), సంభావ్య వ్యత్యాసం ఏర్పడుతుంది.
లోరెంజ్ శక్తి కదిలే ఛార్జీలపై పని చేయడం మరియు వాటిని కదలిక దిశకు లంబంగా మార్చడం వల్ల ఈ ప్రభావం పుడుతుంది. ఫలితంగా, ప్లేట్ అంచుల వద్ద సంభావ్య వ్యత్యాసం ఏర్పడుతుంది, దీనిని కొలవవచ్చు లేదా యాక్యుయేటర్‌లను (ప్రీయాంప్లిఫై చేయడం ద్వారా) అమలు చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. ఈ వ్యత్యాసం ఆధారపడి ఉంటుంది:
- ప్రవహించే ప్రస్తుత బలం మీద;
- అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క బలం;
- కండక్టర్‌లో ఉచిత ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల ఏకాగ్రతపై.
ఈ దృగ్విషయానికి దాని ఆవిష్కర్త పేరు పెట్టారు - హాల్ ప్రభావం.
హాల్ సెన్సార్ల రకాలు మరియు నిర్మాణం
గత శతాబ్దం క్రితం కనుగొనబడిన ప్రభావం ఆచరణాత్మక అనువర్తనాన్ని కనుగొంది. అయస్కాంత క్షేత్ర సెన్సార్ల నిర్మాణానికి ఇది ఆధారం. వారి ప్రయోజనం ఏమిటంటే వాటికి కదిలే మరియు రుద్దడం మూలకాలు లేవు (రీడ్ స్విచ్‌ల వలె కాకుండా), కాబట్టి వాటి విశ్వసనీయత చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. సున్నితత్వం సూత్రం ప్రకారం పారిశ్రామిక సెన్సార్లు హాల్ విభజించబడింది:
- యూనిపోలార్ (ఒక అయస్కాంత ధ్రువానికి మాత్రమే ప్రతిస్పందిస్తుంది - ఉత్తరం లేదా దక్షిణం);
- బైపోలార్ (ఒక ధ్రువణత యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రానికి బహిర్గతం అయిన తర్వాత అవి స్విచ్ ఆన్ చేయబడతాయి, వ్యతిరేక ధ్రువణత యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రానికి బహిర్గతం అయిన తర్వాత అవి స్విచ్ ఆఫ్ చేయబడతాయి);
- ఓమ్నిపోలార్ - అయస్కాంతాల యొక్క ఏదైనా ధ్రువానికి ప్రతిస్పందిస్తుంది.
కదిలే ఛార్జీలపై అయస్కాంత క్షేత్రం సృష్టించిన సంభావ్య వ్యత్యాసం యూనిట్లు, ఉత్తమ పదుల మైక్రోవోల్ట్‌లు. ఆచరణాత్మక అనువర్తనాల కోసం, ఇది సరిపోదు, సంభావ్య వ్యత్యాసం తప్పనిసరిగా విస్తరించబడాలి. ఈ యాంప్లిఫైయర్లు నేరుగా సెన్సార్ హౌసింగ్‌లో నిర్మించబడ్డాయి మరియు యాంప్లిఫైయర్ రకం ప్రకారం పరికరాలు రెండు తరగతులుగా విభజించబడ్డాయి.
- అనలాగ్. వాటిలో, సెన్సార్ అవుట్పుట్ వద్ద వోల్టేజ్ అయస్కాంత క్షేత్రానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది (అయస్కాంతం యొక్క బలం మరియు దాని నుండి దూరంపై ఆధారపడి ఉంటుంది). అవి కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ ఆధారంగా నిర్మించబడ్డాయి మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాలను కొలవడానికి ఉపయోగిస్తారు.
- డిజిటల్. యాంప్లిఫైయర్ వ్యవస్థాపించిన తర్వాత పోలిక లేదా ష్మిత్ ట్రిగ్గర్. అవుట్పుట్ వోల్టేజ్, మాగ్నెటిక్ ఇండక్షన్ నిర్దిష్ట థ్రెషోల్డ్‌కు చేరుకున్నప్పుడు, సున్నా నుండి అధిక స్థాయికి మారుతుంది (సాధారణంగా సరఫరా వోల్టేజ్ స్థాయికి). ఇటువంటి సెన్సార్లు మాగ్నెటిక్ రిలేలు లేదా పల్స్ జనరేటర్లను నిర్మించడానికి ఉపయోగిస్తారు. ప్లేట్ నుండి విస్తరించిన సిగ్నల్ థ్రెషోల్డ్ పరికరానికి అందించబడుతుంది. సెట్ స్థాయికి చేరుకున్నప్పుడు, సెన్సార్ ట్రిగ్గర్స్. సెన్సార్ నుండి అయస్కాంత క్షేత్ర మూలానికి దూరాన్ని మార్చడం ద్వారా ట్రిగ్గరింగ్ స్థాయిని సర్దుబాటు చేయవచ్చు.
హాల్ సెన్సార్ అప్లికేషన్లు
ఇంట్లో హాల్ సెన్సార్ యొక్క అత్యంత సాధారణ అప్లికేషన్ కారు యొక్క కాంటాక్ట్‌లెస్ ఇగ్నిషన్ సిస్టమ్స్‌లో ఉంది. వారి ప్రయోజనం యాంత్రిక సంప్రదింపు సమూహాల లేకపోవడం. దీని అర్థం దుస్తులు ధరించడం లేదు, పరిచయాలను కాల్చడం లేదు, యాంత్రిక విచ్ఛిన్నం ప్రమాదం లేదు.
పంపిణీ వ్యవస్థ ఇంజిన్ క్రాంక్ షాఫ్ట్, శాశ్వత అయస్కాంతం మరియు హాల్ సెన్సార్ ద్వారా భ్రమణంలో నడిచే ప్రోట్రూషన్‌లతో కూడిన ప్లేట్‌ను కలిగి ఉంటుంది. ప్లేట్ తిరిగేటప్పుడు, క్రాంక్ షాఫ్ట్ యొక్క స్థానం ద్వారా ఖచ్చితంగా నిర్వచించబడిన క్షణంలో అంచనాలు, సెన్సార్ మరియు అయస్కాంతం మధ్య అంతరాన్ని నమోదు చేస్తాయి, అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క పారామితులను మారుస్తాయి. సెన్సార్ పప్పులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, క్రాంక్ షాఫ్ట్ యొక్క భ్రమణంతో సమకాలీకరించబడుతుంది, ఇది అవసరమైన సమయాలలో అధిక-వోల్టేజ్ కాయిల్‌కు వోల్టేజ్ సరఫరాను నియంత్రిస్తుంది. వాహనంలోని మాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్ సెన్సార్లు క్రాంక్ షాఫ్ట్ స్థానాన్ని గుర్తించడానికి కూడా ఉపయోగించబడతాయి.
అయస్కాంతంగా సున్నితమైన సెన్సార్ల యొక్క మరొక ఉపయోగం ఎలక్ట్రిక్ మోటార్ రోటర్ల స్థానాన్ని నిర్ణయించడం. రిలే మూలకం మోటారు స్టేటర్‌కు జోడించబడింది మరియు పోల్ పాస్ అయినప్పుడు ప్రేరేపించబడుతుంది. ఈ సూత్రం విప్లవ కౌంటర్ లేదా స్పీడ్ మీటర్‌ను నిర్మించడానికి ఉపయోగించవచ్చు.
హాల్ ప్రభావంపై ఆధారపడిన పరికరాలు ల్యాప్‌టాప్‌లు లేదా మొబైల్ పరికరాలలో ఉపయోగించబడతాయి - మూత యొక్క మూసివేసిన స్థానం యొక్క సూచికగా. సెన్సార్ ప్రేరేపించబడినప్పుడు, కంప్యూటర్ నిద్రపోతుంది లేదా ఆపివేయబడుతుంది.మరియు స్మార్ట్‌ఫోన్‌లలో, భూమి యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రానికి ప్రతిస్పందించే సెన్సార్ యొక్క విధుల్లో ఒకటి ఎలక్ట్రానిక్ దిక్సూచి యొక్క ఆపరేషన్‌ను నిర్వహించడం.
అయస్కాంత క్షేత్ర స్థాయిని అంచనా వేయడానికి అవసరమైన కొలిచే పరికరాలలో అనలాగ్ హాల్ సెన్సార్లు ఉపయోగించబడతాయి. కండక్టర్‌లో కరెంట్ యొక్క నాన్-కాంటాక్ట్ కొలతకు అవి ఎంతో అవసరం. మీకు తెలిసినట్లుగా, కండక్టర్ ద్వారా కరెంట్ ప్రవహించినప్పుడు, దాని చుట్టూ అయస్కాంత క్షేత్రం పుడుతుంది. దీని తీవ్రత ప్రస్తుత బలం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. కరెంట్ ప్రత్యామ్నాయంగా ఉంటే, ఫీల్డ్‌ను ఇతర మార్గాల ద్వారా కొలవవచ్చు (ఉదా. కరెంట్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్), కానీ డైరెక్ట్ కరెంట్‌తో మీరు హాల్ సెన్సార్ లేకుండా చేయలేరు. DC కరెంట్ క్లాంప్‌లు పనిచేసే సూత్రం ఇది.
హాల్ ప్రభావం యొక్క అత్యంత అన్యదేశ అనువర్తనం దాని సూత్రం ఆధారంగా అయాన్ రాకెట్ ఇంజిన్ల నిర్మాణం.
సరైన పనితీరు కోసం హాల్ సెన్సార్‌ను ఎలా పరీక్షించాలి
సెన్సార్‌ను పరీక్షించడానికి, మీరు ఒక సాధారణ సర్క్యూట్‌ను సమీకరించవచ్చు, దీని కోసం, సెన్సార్‌తో పాటు, మీకు ఇది అవసరం:
- సరైన వోల్టేజీతో విద్యుత్ సరఫరా;
- నిరోధకం సుమారు 1 kOhm నిరోధకత;
- LED;
- అయస్కాంతం.
LED లేకపోతే, మీరు బదులుగా మల్టీమీటర్‌ను ఉపయోగించవచ్చు (మరియు ప్రస్తుత పరిమితి నిరోధకం). మల్టీమీటర్ (డిజిటల్ లేదా పాయింటర్) వోల్టేజ్ కొలత మోడ్‌లో.
విద్యుత్ సరఫరాకు ప్రత్యేక అవసరాలు లేవు - సర్క్యూట్లో ప్రవాహాలు చాలా చిన్నవి. దీని వోల్టేజ్ తప్పనిసరిగా పరీక్షించిన సెన్సార్ యొక్క సరఫరా వోల్టేజ్‌లో ఉండాలి. LED అనేది వోల్టేజ్ మూలం యొక్క ప్లస్‌కి యానోడ్‌తో అనుసంధానించబడి ఉంది, పరీక్షలో ఉన్న పరికరం యొక్క అవుట్‌పుట్‌కు కాథోడ్‌తో, సెన్సార్ సాధారణంగా ఓపెన్ కలెక్టర్‌తో తయారు చేయబడుతుంది (కానీ డేటాషీట్‌తో తనిఖీ చేయడం మంచిది).
పరీక్ష విధానం పరీక్షలో ఉన్న పరికరం రకంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
- యూనిపోలార్ డిజిటల్ సెన్సార్‌ని పరీక్షించడానికి, మీరు తప్పనిసరిగా సెన్సార్‌కి ఒక పోల్‌తో అయస్కాంతాన్ని తీసుకురావాలి.LED వెలిగించాలి (వోల్టమీటర్ యొక్క బాణం విక్షేపం చెందాలి లేదా డిజిటల్ టెస్టర్ యొక్క రీడింగ్ చాలా వేగంగా మారాలి). అయస్కాంతం గణనీయమైన దూరం వద్ద తొలగించబడినప్పుడు, సర్క్యూట్ దాని అసలు స్థానానికి తిరిగి రావాలి. సెన్సార్ పని చేయకపోతే, మీరు ఇతర ధ్రువంతో అయస్కాంతాన్ని తిప్పాలి మరియు విధానాన్ని పునరావృతం చేయాలి. LED ఫ్లాష్‌లు ఉంటే, అప్పుడు సెన్సార్ మంచిది. అయస్కాంతం యొక్క ఏ స్థితిలోనైనా విజయం సాధించకపోతే, పరికరం ఆపరేషన్‌కు అనుకూలం కాదు.
- బైపోలార్ డిజిటల్ సెన్సార్ ఇదే పద్ధతి ద్వారా పరీక్షించబడుతుంది, అయస్కాంతం యొక్క ఒక స్థానం వద్ద LED మాత్రమే వెలుగుతుంది మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క మూలాన్ని తొలగించినప్పుడు బయటకు వెళ్లదు. సర్క్యూట్ అదే పోల్‌తో మరింత తారుమారుకి ప్రతిస్పందించకూడదు. మీరు అయస్కాంతాన్ని తిప్పి, వ్యతిరేక ధ్రువణతలో సెన్సార్‌కు తీసుకువస్తే, LED ఆఫ్ అవ్వాలి. పరీక్షలో ఉన్న పరికరం సరిగ్గా పని చేస్తుందని ఇది సూచిస్తుంది. సర్క్యూట్ సరిగ్గా పని చేయకపోతే, సెన్సార్ సరిగా పనిచేయదు.
- ఓమ్నిపోలార్ డిజిటల్ హాల్ సెన్సార్ యూనిపోలార్ సెన్సార్ మాదిరిగానే పరీక్షించబడుతుంది, అయితే మాగ్నెట్-సెన్సిటివ్ పరికరం ఏదైనా అయస్కాంత స్థానం వద్ద పని చేయాలి.
అనలాగ్ సెన్సార్లు డిజిటల్ సెన్సార్ల మాదిరిగానే అదే సాంకేతికతను ఉపయోగించి పరీక్షించబడతాయి, అయితే అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ చాలా వేగంగా మారకూడదు, కానీ అయస్కాంత శక్తి పెరిగేకొద్దీ సజావుగా ఉండాలి (ఉదా. శాశ్వత అయస్కాంతానికి చేరుకోవడం లేదా విద్యుదయస్కాంతం యొక్క కాయిల్‌లో కరెంట్ పెరగడం).
ఆచరణాత్మక వైపు, కారు యొక్క కాంటాక్ట్‌లెస్ ఇగ్నిషన్ సిస్టమ్‌లో ఇన్‌స్టాల్ చేయబడిన హాల్ సెన్సార్‌ను ఎలా తనిఖీ చేయాలో ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది. దీన్ని చేయడానికి, మీరు సెన్సార్ నుండి కనెక్టర్‌ను తీసివేసి, పై సర్క్యూట్‌ను నేరుగా పిన్స్‌పై సమీకరించాలి.
ఇక్కడ కూడా LEDని మల్టీమీటర్ ద్వారా భర్తీ చేయవచ్చు. కారు క్రాంక్ షాఫ్ట్‌ను మాన్యువల్‌గా తిప్పడం ద్వారా, మీరు అడపాదడపా LED ఫ్లాష్‌లు లేదా అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌లో సున్నా నుండి ఇంచుమించుగా కారు ఆన్-బోర్డ్ వోల్టేజ్ వరకు మార్పులను గమనించవచ్చు.గ్యారేజ్ పరిస్థితులను తనిఖీ చేయడానికి ప్రత్యామ్నాయ మార్గం ఏమిటంటే, పరికరాన్ని తెలిసిన తప్పు స్పేర్ సెన్సార్‌తో తాత్కాలికంగా భర్తీ చేయడం.
గృహ మరియు పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో హాల్ సెన్సార్ విస్తృత వినియోగాన్ని కనుగొంది. ఇది ఎలా పని చేస్తుందో మీకు అవగాహన ఉంటే దాన్ని తనిఖీ చేయడం కష్టం కాదు.
సంబంధిత కథనాలు:
