Aplicaciones de los sensores Hall
La tecnología de sensores Hall se usa ampliamente en la industria automotriz, incluidos los sistemas de potencia, control de la carrocería, control de tracción y frenos antibloqueo. Para satisfacer las necesidades de diferentes sistemas, existen tres tipos de sensores Hall: tipo de conmutación, tipo analógico y tipo digital.
Los sensores Hall pueden estar hechos de metales y semiconductores. El cambio en la calidad del efecto depende del material del conductor. El material del conductor afectará directamente a los iones positivos y los electrones que fluyen a través del sensor. La industria automovilística suele utilizar tres materiales semiconductores para fabricar elementos Hall: arseniuro de galio, antimonuro de indio y arseniuro de indio. El material semiconductor más utilizado es el arseniuro de indio.
La forma del sensor Hall determina la diferencia en el circuito de amplificación, y su salida debe adaptarse al dispositivo controlado. Esta salida puede ser analógica, como un sensor de posición de aceleración o un sensor de posición del acelerador, o puede ser digital. Por ejemplo, un sensor de posición del cigüeñal o del árbol de levas.
Cuando se utilizan elementos Hall en sensores analógicos, el sensor se puede utilizar como termómetro en un sistema de aire acondicionado o como sensor de posición del acelerador en un sistema de control de potencia. El elemento Hall está conectado al amplificador diferencial, que a su vez está conectado al transistor NPN. El imán se fija en el eje giratorio y, cuando el eje giratorio gira, aumenta el campo magnético en el elemento Hall. El voltaje Hall generado es proporcional a la intensidad del campo magnético.
Cuando se utiliza un elemento Hall para una señal digital, como un sensor de posición del cigüeñal, un sensor de posición del árbol de levas o un sensor de velocidad del vehículo, primero se debe cambiar el circuito. El elemento Hall está conectado al amplificador diferencial y el amplificador diferencial está conectado al disparador Schmitt. En esta configuración. El sensor emite una señal de encendido o apagado. En la mayoría de los circuitos automotrices, los sensores Hall son disipadores de corriente o circuitos de señal de tierra. Para realizar esta tarea, es necesario conectar un transistor NPN a la salida del disparador Schmitt. El campo magnético pasa a través del elemento Hall y las palas de la rueda del gatillo pasan entre el campo magnético y el elemento Hall.
Aplicación del sensor Hall en taxímetro
Aplicación del sensor Hall en taxímetro: Señal detectada por el sensor Hall A44E instalado en la rueda, se envía al microcontrolador, se procesa y calcula, y luego se envía a la unidad de visualización para completar el cálculo del kilometraje. Principio de detección: el puerto P3.2 se utiliza como terminal de entrada de señal y la interrupción externa 0 se utiliza internamente. Cada vez que la rueda gira (suponiendo que la circunferencia de la rueda sea de 1 m), el interruptor Hall detecta y emite una señal, lo que provoca que el microcontrolador se interrumpa. Cuando el recuento de impulsos llega a 1.000 veces, es decir, 1 km, el microcontrolador controla el aumento automático.
Cada vez que el sensor Hall emite una señal de bajo nivel, el microcontrolador interrumpirá una vez. Cuando el contador de kilometraje cuente hasta 1000 pulsos de kilometraje, un programa acumulará el total actual, de modo que la microcomputadora ingresará al programa de servicio de interrupción de conteo de kilometraje. En este programa, es necesario acumular el kilometraje actual y el monto total, y los resultados se almacenan en los registros de kilometraje y monto total.
Aplicación del sensor de corriente Hall en un convertidor de frecuencia
Se inducirá un campo magnético alrededor del cable a través del cual fluye la corriente, y luego el campo magnético inducido por la corriente se puede medir usando un elemento Hall. Descubra la magnitud de la corriente que genera este campo magnético. Por lo tanto, se pueden construir sensores de corriente y voltaje Hall. Dado que el voltaje de salida del elemento Hall es proporcional al producto de la intensidad de inducción magnética que se le aplica y la corriente operativa que fluye a través de él, es un dispositivo con función multiplicadora y puede interconectarse directamente con varios circuitos lógicos o accionar cargas directamente. de diversas naturalezas. Debido a que el principio de aplicación de los elementos Hall es simple, el procesamiento de señales es conveniente y el dispositivo en sí tiene una serie de ventajas únicas, también juega un papel muy importante en los convertidores de frecuencia.
En el convertidor de frecuencia, la función principal del sensor de corriente Hall es proteger costosos transistores de alta potencia. Dado que el tiempo de respuesta del sensor de corriente Hall es inferior a 1 μs, cuando se produce una sobrecarga o un cortocircuito, se puede cortar el suministro de energía antes de que el transistor alcance la temperatura extrema, de modo que el transistor pueda protegerse de manera confiable.
Los sensores de corriente Hall se pueden dividir en tipo de medición directa y tipo de flujo cero según sus métodos de trabajo. Dado que el convertidor de frecuencia requiere control y cálculo precisos, se seleccionó el modo de flujo cero.
El voltaje de salida del elemento Hall se amplifica y luego la corriente se amplifica, de modo que esta corriente pasa a través de la bobina de compensación. El campo magnético generado por la bobina de compensación es opuesto al campo magnético generado por la corriente que se está midiendo. Si se cumple la condición IoN1=IsN2, el flujo magnético en el núcleo es 0 y se cumple la siguiente fórmula:
Io=Is(N2/N1)
Donde, Io es la corriente de medición, es decir, la corriente del devanado primario en el núcleo magnético, N1 es el número de vueltas del devanado primario, Is es la corriente del devanado de compensación y N2 es el número de vueltas del devanado de compensación. Según la fórmula anterior, cuando se alcanza el equilibrio magnético, Io se puede obtener a partir de Is y la relación de vueltas N2/N1.
La característica del sensor de corriente Hall es que puede realizar una detección de corriente "libre de potencial". En otras palabras, no es necesario conectar el circuito de medición al circuito bajo prueba para lograr la detección de corriente, se acoplan a través del campo magnético. Por tanto, los circuitos de entrada y salida del circuito de detección están completamente aislados eléctricamente. Durante el proceso de detección, el circuito de detección y el circuito detectado no se afectan entre sí.