సెన్సార్లు - ఒక భౌతిక పరిమాణాన్ని మరొకదానికి (సాధారణంగా, ఎలక్ట్రికల్కి) కన్వర్టర్లు గృహ మరియు పారిశ్రామిక పరికరాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి. అవి లేకుండా, ఒత్తిడి మరియు ప్రవాహం (గ్యాస్ లేదా లిక్విడ్) వంటి సాంకేతిక పారామితులను కొలవడం, డిజిటలైజ్ చేయడం మరియు ప్రాసెస్ చేయడం చాలా కష్టం, అసాధ్యం కాకపోయినా. ఉష్ణోగ్రత, స్థాయి, అయస్కాంత లేదా విద్యుత్ క్షేత్ర బలం మొదలైనవి. అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే సెన్సార్లలో ఒకటి హాల్ సెన్సార్ - అవి రోజువారీ జీవితంలో (స్మార్ట్ఫోన్లు లేదా ల్యాప్టాప్లతో ప్రారంభించి) మరియు అత్యంత సంక్లిష్టమైన పారిశ్రామిక సాంకేతికతలో ఉపయోగించబడతాయి.
విషయము
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 కరెంట్ ప్రకరణానికి లంబంగా ఉండే దిశలో (చిత్రంలో CD), సంభావ్య వ్యత్యాసం ఉంటుంది.
లోరెంజ్ శక్తి కదిలే ఛార్జీలపై పనిచేయడం మరియు వాటిని చలన దిశకు లంబంగా ఉండే దిశలో స్థానభ్రంశం చేయడం వల్ల ఈ ప్రభావం ఏర్పడుతుంది. ఫలితంగా, ప్లేట్ అంచుల వద్ద సంభావ్య వ్యత్యాసం ఏర్పడుతుంది, దీనిని కొలవవచ్చు లేదా యాక్యుయేటర్లను (ప్రీ-యాంప్లిఫైయింగ్) ట్రిగ్గర్ చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. ఈ వ్యత్యాసం ఆధారపడి ఉంటుంది:
- ప్రవహించే ప్రవాహం యొక్క బలం నుండి;
- అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క బలం నుండి;
- కండక్టర్లో ఉచిత ఛార్జ్ క్యారియర్ల ఏకాగ్రతపై.
ఈ దృగ్విషయానికి దాని ఆవిష్కర్త పేరు పెట్టారు - హాల్ ప్రభావం.
హాల్ సెన్సార్ల రకాలు మరియు అమరిక
గత శతాబ్దంలో కనుగొనబడిన ప్రభావం, ఆచరణాత్మక అనువర్తనాన్ని కనుగొంది. దాని ఆధారంగా, అయస్కాంత క్షేత్ర సెన్సార్లు నిర్మించబడ్డాయి. వారి ప్రయోజనం ఏమిటంటే వారు కదిలే మరియు రుద్దడం మూలకాలను కలిగి ఉండరు (రీడ్ స్విచ్లు కాకుండా), కాబట్టి వారి విశ్వసనీయత చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. సున్నితత్వం సూత్రం ప్రకారం పారిశ్రామిక సెన్సార్లు హాల్స్ విభజించబడ్డాయి:
- యూనిపోలార్ (ఒక అయస్కాంత ధ్రువానికి మాత్రమే ప్రతిస్పందిస్తుంది - ఉత్తరం లేదా దక్షిణం);
- బైపోలార్ (ఒక ధ్రువణత యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రానికి గురైనప్పుడు ఆన్ చేయండి, వ్యతిరేక ధ్రువణత యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రానికి గురైనప్పుడు ఆపివేయండి);
- ఓమ్నిపోలార్ - ఏదైనా అయస్కాంత ధ్రువాలకు ప్రతిస్పందిస్తుంది.
కదిలే ఛార్జీలపై అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క చర్య ద్వారా సృష్టించబడిన సంభావ్య వ్యత్యాసం యూనిట్లు, ఉత్తమ పదుల మైక్రోవోల్ట్లు. ఆచరణాత్మక అనువర్తనం కోసం, ఇది సరిపోదు, సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని పెంచాలి. ఈ యాంప్లిఫైయర్లు నేరుగా సెన్సార్ల శరీరంలోకి నిర్మించబడ్డాయి మరియు యాంప్లిఫైయర్ రకం ప్రకారం, పరికరాలు రెండు తరగతులుగా విభజించబడ్డాయి.
- అనలాగ్. వాటిలో, సెన్సార్ యొక్క అవుట్పుట్ వద్ద వోల్టేజ్ అయస్కాంత క్షేత్రానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది (ఇది అయస్కాంతం యొక్క బలం మరియు దాని నుండి దూరంపై ఆధారపడి ఉంటుంది). కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ ఆధారంగా నిర్మించబడింది మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాలను కొలవడానికి ఉపయోగిస్తారు.
- డిజిటల్. యాంప్లిఫైయర్ ఇన్స్టాల్ చేసిన తర్వాత పోలిక లేదా ష్మిత్ ట్రిగ్గర్. అవుట్పుట్ వోల్టేజ్, మాగ్నెటిక్ ఇండక్షన్ ఒక నిర్దిష్ట స్థాయికి చేరుకున్నప్పుడు, సున్నా నుండి అధిక స్థాయికి (సాధారణంగా సరఫరా వోల్టేజ్ స్థాయికి) జంప్ అవుతుంది. ఇటువంటి సెన్సార్లు మాగ్నెటిక్ రిలేలు లేదా పల్స్ జనరేటర్లను నిర్మించడానికి ఉపయోగిస్తారు. ప్లేట్ నుండి విస్తరించిన సిగ్నల్ థ్రెషోల్డ్ పరికరానికి వర్తించబడుతుంది. సెట్ స్థాయికి చేరుకున్నప్పుడు, సెన్సార్ ట్రిగ్గర్ చేయబడుతుంది. సెన్సార్ నుండి అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క మూలానికి దూరాన్ని మార్చడం ద్వారా ట్రిగ్గర్ స్థాయిని సర్దుబాటు చేయవచ్చు.
హాల్ సెన్సార్ల అప్లికేషన్
రోజువారీ జీవితంలో హాల్ సెన్సార్ యొక్క అత్యంత సాధారణ అప్లికేషన్ నాన్-కాంటాక్ట్ కార్ ఇగ్నిషన్ సిస్టమ్స్. వారి ప్రయోజనం యాంత్రిక సంప్రదింపు సమూహాల లేకపోవడం. దీని అర్థం దుస్తులు ధరించడం లేదు, పరిచయాలను కాల్చడం లేదు, యాంత్రిక వైఫల్యం ప్రమాదం లేదు.
పంపిణీ వ్యవస్థలో ఇంజిన్ క్రాంక్ షాఫ్ట్, శాశ్వత అయస్కాంతం మరియు హాల్ సెన్సార్ ద్వారా నడిచే లెడ్జ్లతో కూడిన ప్లేట్ ఉంటుంది. ప్లేట్ తిరిగేటప్పుడు, క్రాంక్ షాఫ్ట్ యొక్క స్థానం ద్వారా నిర్ణయించబడిన ఖచ్చితంగా నిర్వచించబడిన క్షణంలో ప్రోట్రూషన్లు సెన్సార్ మరియు అయస్కాంతం మధ్య అంతరంలోకి వస్తాయి, అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క పారామితులను మారుస్తాయి.సెన్సార్ క్రాంక్ షాఫ్ట్ యొక్క భ్రమణంతో సమకాలీకరించబడిన పప్పులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది అవసరమైన సమయ బిందువులలో అధిక-వోల్టేజ్ కాయిల్కు వోల్టేజ్ సరఫరాను నియంత్రిస్తుంది. అలాగే, క్రాంక్ షాఫ్ట్ యొక్క స్థానాన్ని గుర్తించడానికి కారులోని మాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్ సెన్సార్లు ఉపయోగించబడతాయి.
అయస్కాంతంగా సున్నితమైన సెన్సార్ల యొక్క మరొక ఉపయోగం ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు యొక్క రోటర్ల స్థానాన్ని నిర్ణయించడం. రిలే మూలకం మోటారు స్టేటర్పై మౌంట్ చేయబడింది మరియు పోల్ పాస్ అయినప్పుడు సక్రియం చేయబడుతుంది. ఈ సూత్రంపై, మీరు రెవ్ కౌంటర్ లేదా స్పీడ్ మీటర్ను నిర్మించవచ్చు.
హాల్ ఎఫెక్ట్పై నిర్మించిన పరికరాలు ల్యాప్టాప్లు లేదా మొబైల్ పరికరాలలో ఉపయోగించబడతాయి - మూత మూసివేసిన స్థానానికి సూచికగా. సెన్సార్ ప్రేరేపించబడినప్పుడు, కంప్యూటర్ నిద్రపోతుంది లేదా ఆపివేయబడుతుంది. మరియు స్మార్ట్ఫోన్లలో, భూమి యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రానికి ప్రతిస్పందించే సెన్సార్ యొక్క విధుల్లో ఒకటి ఎలక్ట్రానిక్ దిక్సూచి యొక్క సంస్థ.
అనలాగ్ హాల్ సెన్సార్లు కొలిచే పరికరాలలో ఉపయోగించబడతాయి - ఇక్కడ అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క స్థాయిని అంచనా వేయడం అవసరం. కండక్టర్లో ప్రస్తుత బలం యొక్క నాన్-కాంటాక్ట్ కొలతకు అవి ఎంతో అవసరం. మీకు తెలిసినట్లుగా, కండక్టర్ ద్వారా కరెంట్ వెళుతున్నప్పుడు, దాని చుట్టూ అయస్కాంత క్షేత్రం పుడుతుంది. దీని తీవ్రత ప్రస్తుత బలం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. కరెంట్ ప్రత్యామ్నాయంగా ఉంటే, ఫీల్డ్ను ఇతర మార్గాల్లో కొలవవచ్చు (ఉదాహరణకు, ప్రస్తుత ట్రాన్స్ఫార్మర్తో), కానీ డైరెక్ట్ కరెంట్తో, హాల్ సెన్సార్ అనివార్యం. DC ప్రస్తుత బిగింపులు ఈ సూత్రంపై పని చేస్తాయి.
హాల్ ప్రభావం యొక్క అత్యంత అన్యదేశ అనువర్తనం దాని సూత్రంపై అయాన్ రాకెట్ ఇంజిన్ల నిర్మాణం.
పనితీరు కోసం హాల్ సెన్సార్ను ఎలా తనిఖీ చేయాలి
సెన్సార్ను తనిఖీ చేయడానికి, మీరు ఒక సాధారణ సర్క్యూట్ను సమీకరించవచ్చు, దీని కోసం, సెన్సార్తో పాటు, మీకు ఇది అవసరం:
- కావలసిన వోల్టేజ్ కోసం విద్యుత్ సరఫరా;
- నిరోధకం సుమారు 1 kOhm నిరోధకతతో;
- కాంతి ఉద్గార డయోడ్;
- అయస్కాంతం.
LED లేనట్లయితే, దానికి బదులుగా (మరియు ప్రస్తుత-పరిమితి నిరోధకం) మీరు చేయవచ్చు మల్టీమీటర్ ఉపయోగించండి (డిజిటల్ లేదా పాయింటర్) వోల్టేజ్ కొలత మోడ్లో.
విద్యుత్ సరఫరా కోసం ప్రత్యేక అవసరాలు లేవు - సర్క్యూట్లో ప్రవాహాలు చాలా చిన్నవి. దీని వోల్టేజ్ పరీక్షలో సెన్సార్ యొక్క సరఫరా వోల్టేజ్ లోపల ఉండాలి. LED అనేది వోల్టేజ్ మూలం యొక్క ప్లస్కు యానోడ్తో అనుసంధానించబడింది, పరీక్షలో ఉన్న పరికరం యొక్క అవుట్పుట్కు కాథోడ్, సెన్సార్ సాధారణంగా ఓపెన్ కలెక్టర్తో తయారు చేయబడుతుంది (కానీ డేటాషీట్లో దాన్ని తనిఖీ చేయడం మంచిది).
పరీక్ష విధానం పరీక్షలో ఉన్న పరికరం రకంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
- యూనిపోలార్ డిజిటల్ సెన్సార్ను పరీక్షించడానికి, మీరు దానికి ఒక పోల్తో ఒక అయస్కాంతాన్ని తీసుకురావాలి. LED వెలిగించాలి (పాయింటర్ వోల్టమీటర్ యొక్క బాణం విచలనం లేదా డిజిటల్ టెస్టర్ యొక్క రీడింగ్లు ఆకస్మికంగా మారుతాయి). అయస్కాంతం గణనీయమైన దూరం తొలగించబడినప్పుడు, సర్క్యూట్ దాని అసలు స్థానానికి తిరిగి రావాలి. సెన్సార్ పనిచేయకపోతే, ఇతర ధ్రువంతో అయస్కాంతాన్ని తిప్పడం మరియు విధానాన్ని పునరావృతం చేయడం అవసరం. LED ఆవిర్లు ఉంటే, అప్పుడు సెన్సార్ పని చేస్తుంది. అయస్కాంతం యొక్క ఏ స్థితిలోనైనా విజయం సాధించకపోతే, పరికరం నిరుపయోగంగా ఉంటుంది.
- బైపోలార్ డిజిటల్ సెన్సార్ ఇదే విధమైన సాంకేతికతను ఉపయోగించి పరీక్షించబడుతుంది, అయస్కాంతం యొక్క ఒక స్థానం వద్ద LED మాత్రమే వెలుగుతుంది మరియు అయస్కాంత క్షేత్ర మూలాన్ని తొలగించినప్పుడు బయటకు వెళ్లదు. సర్క్యూట్ అదే పోల్తో తదుపరి అవకతవకలకు ప్రతిస్పందించకూడదు. మీరు అయస్కాంతాన్ని తిప్పి, వ్యతిరేక ధ్రువణతలో సెన్సార్కు తీసుకువస్తే, LED ఆఫ్ చేయాలి. ఇది పరీక్షలో ఉన్న పరికరం యొక్క ఆరోగ్యాన్ని సూచిస్తుంది.సర్క్యూట్ పని చేయకపోతే, సెన్సార్ పని చేయదు.
- ఓమ్నిపోలార్ డిజిటల్ హాల్ సెన్సార్ యూనిపోలార్ మాదిరిగానే పరీక్షించబడుతుంది, అయితే అయస్కాంతంగా సున్నితమైన పరికరం అయస్కాంతం యొక్క ఏ స్థానంలోనైనా పని చేయాలి.
అనలాగ్ సెన్సార్లు డిజిటల్ వాటిలాగానే తనిఖీ చేయబడతాయి, అయితే అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ ఆకస్మికంగా మారకూడదు, కానీ అయస్కాంత శక్తి పెరిగేకొద్దీ సజావుగా మారకూడదు (ఉదాహరణకు, శాశ్వత అయస్కాంతం చేరుకోవడం లేదా విద్యుదయస్కాంత వైండింగ్లో కరెంట్ పెరుగుదల).
ఆచరణాత్మక దృక్కోణం నుండి, కారు యొక్క కాంటాక్ట్లెస్ ఇగ్నిషన్ సిస్టమ్లో ఇన్స్టాల్ చేయబడిన హాల్ సెన్సార్ను ఎలా తనిఖీ చేయాలనే ప్రశ్న ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది. దీన్ని చేయడానికి, సెన్సార్ నుండి కనెక్టర్ను తీసివేసి, సూచించిన సర్క్యూట్ను నేరుగా పిన్స్పై సమీకరించండి.
ఇక్కడ మీరు మల్టీమీటర్తో LED ని కూడా భర్తీ చేయవచ్చు. కారు యొక్క క్రాంక్ షాఫ్ట్ను మాన్యువల్గా తిప్పడం ద్వారా, మీరు LED యొక్క ఆవర్తన ఆవిర్లు లేదా అవుట్పుట్ వోల్టేజ్లో సున్నా నుండి కారు యొక్క ఎలక్ట్రికల్ సిస్టమ్ యొక్క వోల్టేజ్ వరకు మార్పులను గమనించవచ్చు. గ్యారేజీని తనిఖీ చేయడానికి ప్రత్యామ్నాయ మార్గం ఏమిటంటే, పరికరాన్ని తెలిసిన-మంచి స్పేర్ సెన్సార్తో తాత్కాలికంగా భర్తీ చేయడం.
గృహ మరియు పారిశ్రామిక పరికరాలలో హాల్ సెన్సార్ విస్తృత అప్లికేషన్ను కనుగొంది. దాని ఆపరేషన్ యొక్క సూత్రంపై అవగాహన ఉన్నట్లయితే, సర్వీస్బిలిటీ కోసం దాన్ని తనిఖీ చేయడం కష్టం కాదు.
ఇలాంటి కథనాలు:
