ホール効果センサーの背後にある天才的な頭脳は、エドウィン ホールです。 人々は彼の発明をとても気に入ったので、これらのセンサーを彼の名前にちなんで呼んでいます。 ホールは、磁気と電気が連携して機械や電子機器に動きを与えても害がないことを発見しました。

これらのセンサーは、磁気データを電気信号に変換して送信します。 これだけでなく、ホール効果センサーはさまざまな分野で非常に重要な用途を持っています。 特に自動車業界は、機械の動き、速度、距離を検出するためにこれらのセンサーに大きく依存しています。

ABS はホール効果センサーにも依存しており、これらのセンサーはタイミングを調整するために重要であるため、内燃機関はこれらのセンサーなしでは確実に効率的に動作することはできません。 この投稿を通じて、ホール効果センサーのさまざまな側面を発見していきます。

したがって、この驚くべき物理学の発明に関して混乱があった場合は、この投稿がその場で混乱を解消してくれるでしょう。 始めましょう！

ホール効果センサー回路の働き

ホール効果センサーは、体系的な一連の手順に従って機能します。 理解を深めるために、次の手順でその機能を解読していきます。

• このプロセスは、電流が材料と相互作用するときに始まります。
• 電流は電子を運び、磁場に沿って直線的に移動します。これは、現時点では磁場によって電子が偏向されないことを意味します。
• ここで、2 つの磁極間に電場を発生させると、電子が同じ材料を通過するときに逸脱し、曲がった経路に沿って移動します。
• このずれは、2 つの磁場が互いに衝突し、電子が新しい経路をたどるために発生します。
• この後、材料の 1 つの領域に多数の電子が存在するようになります。
• これにより、磁場に対して90度の角度をなして電圧が発生します。

待ってください、ホール効果センサーの働きについて話しませんでしたか? したがって、これらのセンサーにはシリコンで作られた半導体が搭載されています。 センサーは、物体を強い磁場に置いて遊んだときの電圧の変化を測定するために機能します。 このセンサーの優先順位は、まず磁場を検出し、次に磁場の中に以前に置いた物体の位置を確認することです。

ホール効果センサー回路と磁石

ホール効果センサーが正確に動作するには、磁石が不可欠です。 そうしないと、望ましい結果が得られません。 これらの磁石がこれらのセンサーとペアになって機能するようにするには、これらの磁石を起動する必要があります。

外部磁場は磁石の作動に影響を与える可能性があります。 これにより、センサーが物体の距離を検出し、物体がセンサーに近いか遠いかを確認できるようになります。 この概念をよりよく理解できるように、例でこの概念をサポートします。

例: ドアの枠にセンサーを設置したとします。 これで、この実験で使用するドアに磁石が配置されました。 磁石によって磁界が発生するため、センサーはこの磁界を利用してドアの開閉を検出します。 さて、どの磁場にも 2 つの驚くべき特徴があります。 1 つ目は磁束密度、2 つ目は極性です。

磁束密度: 単位面積当たりどれだけの磁流が通過しているかを判断するのに役立ちます。

極性: これらは磁気の極であり、北極と南極を意味します。

ホール効果センサーの回路または電圧とは何ですか?

ホール効果センサーには独自の出力信号があり、これは基本的に物体の周囲の磁場です。 これらにも明確な閾値があります。 ここで、磁束密度がこのしきい値を増加させると、センサーはホール電圧と呼ばれる出力を利用して磁界の検出を開始します。

ホール効果センサー回路の動作の重要な部分

これらのセンサーには小さくて薄い半導体の塊があり、その役割は電流を中断することなく本体に流し、強力な磁場を生成することです。
物体を磁石に近づけると、磁束によってこの半導体にも圧力がかかります。
この圧力により、電子は移動を開始し、移動中に最終的にセンサーをトリガーするホール電圧も生成します。
このホール電圧は磁場の強さに直接関係します。
通常、ホール電圧は常に数マイクロボルトであり、ロジック スイッチ、DC アンプ、レギュレータに役立ちます。

ホール効果センサー回路の種類

ホール効果センサーは 2 つのカテゴリに分類できます。

リニア/アナログ出力デバイス
デジタル出力デバイス
リニア/アナログ出力デバイス: これらのセンサーは、磁場が強くなると電圧が増加し、磁場が弱くなると電圧を生成し続けます。 常に磁場の強さに応じて動作し、物体を磁石に近づけると磁場の強さが増します。 また、システムの電源の制限に近づかない限り、出力信号もブーストされます。
デジタル出力デバイス: これらのセンサーには、しきい値レベルに応じた電圧変動に従って出力を徐々に変化させる特定のタイプの回路である特別なシュミット トリガーが備えられています。 これが、シュミット トリガーがデジタル出力センサーに対して魔法を発揮する仕組みです。 磁束が閾値の限界を超えるとスイッチがオンになります。

デジタルホール効果センサー回路の種類

さて、生成される磁場の種類に基づいてホール効果センサーを分類できることをご存知ですか? はい、それは完全に真実であり、このため、機能するための独自の磁場を持つ単極センサーと双極センサーが得られます。

バイポーラ デジタル ホール センサー: これらのセンサーが動作するには、正の強力な磁場が重要です。 では、磁石のどの極が最も強い磁場を持っているかをどのようにして知ることができるでしょうか? それは南極です！ 北極の負の磁場も双極性システムにとって同様に重要です。
ユニポーラ デジタル ホール効果センサー: 両方の磁場を必要としません。 単極センサーは、南極から来る正の単一磁場で動作します。

デジタル ホール効果センサーの欠点:

• これらのセンサーの問題の 1 つは、出力駆動が極端に低いことです。そのため、このようなセンサーを使用する多くの電子機器は高負荷にまったく耐えることができません。

ホール効果センサー回路の磁気位置と動作に応じて異なるタイプが異なります

したがって、磁石の位置と、磁石がどのように移動し、センサーから離れるかを考慮すると、さまざまな種類の磁石の動きが得られます。 これらには次のものが含まれます。

• 横向き
• 正面から
• プッシュプッシュ
• 押し引き

上記の動き以外の、代表的な 2 種類の磁石の動きについて詳しく説明します。

ホール効果センサー回路の正面検出

• 正面検出では、磁場はセンサーに対して垂直である必要があります。
• 磁気はまっすぐな方向を保ちながらセンサーに近づきます。
• リニア検出器を使用する場合は、磁石の距離を利用して磁場の強さを決定することに注意してください。
• 磁場が強いということは、距離が短くなることを意味し、電圧が増加します。

ホール効果センサー回路の横方向検出

• この場合、磁石は横からアプローチし、センサーを通過します。
• このような検出は、回転磁石を使用する必要がある場合に便利です。
• また、回転運動で動作するモーターの速度を決定するのにも信頼できます。