Czujniki – magnetometry

W tym artykule przedstawię czujniki, które badają pole magnetyczne wokół siebie. Ta grupa czujników wykorzystywana jest do różnych celów i można je spotkać w wielu miejscach. Podstawowe zastosowanie to hallotrony w silnikach od wentylatorów komputerowych, w telefonach do orientacji w terenie, jako kompasy elektroniczne. Jak widać jest to całkiem przydatna rzecz.

Wykrycie pola magnetycznie przez czujnik jest możliwe dzięki efektowi Halla. Zjawisko Halla polega na wytwarzaniu się różnicy potencjału w przewodniku z prądem elektrycznym, który znajduje się w poprzecznym do siebie polu magnetycznym. Ta różnica potencjałów nazywana jest napięciem Halla I pojawia się pomiędzy płaszczyznami ograniczającymi ten przewodnik, prostopadle do płaszczyzny wyznaczanej przez przepływający prąd.

efekt_halla

Jak widać w przewodniku z prądem kiedy znajduje się w polu magnetycznym powstaje różnica potencjału zależna od polaryzacji tego pola. Nie będę się rozpisywał za bardzo o fizycznych podstawach tego zjawiska, ale zainteresowanych odsyłam na inne strony poświęcone fizyce.

Najprostszym czujnikiem wykrywającym pole magnetyczne jest hallotron. Jego działanie wykorzystuje w sposób bardzo dosłowny efekt Halla. Wykonywany jest z półprzewodników o dużej ruchliwości nośników ładunków. Przeważnie jest to: arsenek indu InAs, antymonek indu InSb, tellurek rtęci HgTe. Ale także z materiałów litych, na przykład german, oraz w technologi warstwowej poprzez napylanie próżniowe na podłoże ceramiczne lub mikę. Bardzo ważnym aspektem jest grubość, ponieważ napięcie Halla jest odwrotnie proporcjonalne do grubości próbki.

Hallotron

Hallotron jest elementem który do działania potrzebuje zasilania które wymusi przepływ prądu, a na dwóch pozostałych wyjściach pojawia się napięcie Halla. Najczęściej hallotrony można spotkać w silnikach, na przykład w wentylatorach komputerowych. Ich zadaniem jet kontrola prędkości obrotowej.

W tym momencie na rynku mam dostępne magnetometry mierzące pola magnetyczne w trzech osiach i takich się przeważnie używa w robotach, czy telefonach komórkowych. Są to układy cyfrowe z którymi można się komunikować przy użyciu magistrali I2C lub SPI. Takie czujniki to dobre uzupełnienie zespołu akcelerometr i żyroskop, a także jako zwykły kompas.

Czujniki magnetyczne mają też zastosowanie jako enkodery, gdzie na wale silnika znajduje się magnes, a specjalny czujnik wykrywa zmiany pola magnetycznego, czujniki tego typu są całkiem popularne ze względu na łatwość konstrukcyjną i bardzo dużą dokładność.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.