હોલ સેન્સર શું છે: કામગીરીના સિદ્ધાંત, ઉપકરણ અને પ્રદર્શન માટે પરીક્ષણની પદ્ધતિઓ

સેન્સર - એક ભૌતિક જથ્થાના બીજામાં કન્વર્ટર (સામાન્ય રીતે, ઇલેક્ટ્રિકલ) ઘરગથ્થુ અને ઔદ્યોગિક સાધનોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. તેમના વિના, દબાણ અને પ્રવાહ (ગેસ અથવા પ્રવાહી) જેવા તકનીકી પરિમાણોને માપવા, ડિજિટાઇઝ કરવા અને પ્રક્રિયા કરવા તે ખૂબ જ મુશ્કેલ છે, જો અશક્ય ન હોય તો. તાપમાન, સ્તર, ચુંબકીય અથવા ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની તાકાત, વગેરે. સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા સેન્સરમાંથી એક હોલ સેન્સર છે - તેનો ઉપયોગ રોજિંદા જીવનમાં (સ્માર્ટફોન અથવા લેપટોપથી શરૂ કરીને) અને સૌથી જટિલ ઔદ્યોગિક તકનીકમાં બંનેમાં થાય છે.

હોલ ઇફેક્ટ - ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત

આ અસર અમેરિકન ભૌતિકશાસ્ત્રી એડવિન હોલ દ્વારા 1879 માં શોધી કાઢવામાં આવી હતી અને તેના નામ પરથી તેનું નામ આપવામાં આવ્યું હતું.ઘટનાનો સાર એ છે કે જો તમે ધાતુની પ્લેટ લો અને તેના દ્વારા ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ પસાર કરો (આકૃતિમાં AB દિશામાં), અને પછી પ્લેટ પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે કાર્ય કરો, ઉદાહરણ તરીકે, કાયમી ચુંબક દ્વારા બનાવવામાં આવેલ, પછી વિદ્યુતપ્રવાહની લંબ દિશામાં (આકૃતિમાં સીડી) , સંભવિત તફાવત હશે.

લોરેન્ટ્ઝ બળ ગતિશીલ ચાર્જ પર કાર્ય કરે છે અને તેમને ગતિની દિશાને લંબરૂપ દિશામાં સ્થાનાંતરિત કરે છે તેના કારણે આ અસર થાય છે. પરિણામે, પ્લેટની કિનારીઓ પર સંભવિત તફાવત ઊભો થાય છે, જેને માપી શકાય છે અથવા એક્ટ્યુએટર (પ્રી-એમ્પ્લીફાઈંગ) ને ટ્રિગર કરવા માટે ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે. આ તફાવત આના પર નિર્ભર છે:

• વહેતા પ્રવાહની મજબૂતાઈથી;
• ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિમાંથી;
• કંડક્ટરમાં મફત ચાર્જ કેરિયર્સની સાંદ્રતા પર.

આ ઘટનાનું નામ તેના શોધક - હોલ ઇફેક્ટના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું છે.

હોલ સેન્સરના પ્રકારો અને ગોઠવણી

અસર, છેલ્લી સદી પહેલા શોધાયેલ, વ્યવહારુ એપ્લિકેશન મળી. તેના આધારે, ચુંબકીય ક્ષેત્ર સેન્સર બનાવવામાં આવે છે. તેમનો ફાયદો એ છે કે તેમની પાસે ફરતા અને ઘસતા તત્વો નથી (રીડ સ્વીચોથી વિપરીત), તેથી તેમની વિશ્વસનીયતા ઘણી વધારે છે. સંવેદનશીલતાના સિદ્ધાંત અનુસાર ઔદ્યોગિક સેન્સર્સ હોલ વિભાજિત થયેલ છે:

• યુનિપોલર (ફક્ત એક ચુંબકીય ધ્રુવ પર પ્રતિક્રિયા - ઉત્તર અથવા દક્ષિણ);
• બાયપોલર (એક ધ્રુવીયતાના ચુંબકીય ક્ષેત્રના સંપર્કમાં આવે ત્યારે ચાલુ કરો, જ્યારે વિરોધી ધ્રુવીયતાના ચુંબકીય ક્ષેત્રના સંપર્કમાં આવે ત્યારે બંધ કરો);
• સર્વધ્રુવીય - ચુંબકના કોઈપણ ધ્રુવો પર પ્રતિક્રિયા.

મૂવિંગ ચાર્જ પર ચુંબકીય ક્ષેત્રની ક્રિયા દ્વારા સર્જાયેલ સંભવિત તફાવત એ એકમો છે, શ્રેષ્ઠ દસ માઇક્રોવોલ્ટ્સ પર. વ્યવહારુ એપ્લિકેશન માટે, આ પૂરતું નથી, સંભવિત તફાવત વધારવો આવશ્યક છે. આ એમ્પ્લીફાયર સીધા સેન્સરના શરીરમાં બાંધવામાં આવે છે, અને એમ્પ્લીફાયરના પ્રકાર અનુસાર, ઉપકરણોને બે વર્ગોમાં વહેંચવામાં આવે છે.

1. એનાલોગ. તેમાં, સેન્સરના આઉટપુટ પરનો વોલ્ટેજ ચુંબકીય ક્ષેત્રના પ્રમાણસર છે (તે ચુંબકની મજબૂતાઈ અને તેનાથી અંતર પર આધાર રાખે છે). ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયરના આધારે બનેલ છે અને તેનો ઉપયોગ ચુંબકીય ક્ષેત્રોને માપવા માટે થાય છે.
2. ડિજિટલ. એમ્પ્લીફાયર ઇન્સ્ટોલ કર્યા પછી તુલનાત્મક અથવા શ્મિટ ટ્રિગર. આઉટપુટ વોલ્ટેજ, જ્યારે ચુંબકીય ઇન્ડક્શન ચોક્કસ થ્રેશોલ્ડ સુધી પહોંચે છે, ત્યારે શૂન્યથી ઊંચા સ્તરે (સામાન્ય રીતે સપ્લાય વોલ્ટેજ સ્તર સુધી) કૂદી જાય છે. આવા સેન્સરનો ઉપયોગ મેગ્નેટિક રિલે અથવા પલ્સ જનરેટર બનાવવા માટે થાય છે. પ્લેટમાંથી એમ્પ્લીફાઇડ સિગ્નલ થ્રેશોલ્ડ ઉપકરણ પર લાગુ થાય છે. જ્યારે સેટ લેવલ પર પહોંચી જાય છે, ત્યારે સેન્સર ટ્રિગર થાય છે. સેન્સરથી ચુંબકીય ક્ષેત્રના સ્ત્રોત સુધીનું અંતર બદલીને ટ્રિગર લેવલ એડજસ્ટ કરી શકાય છે.

હોલ સેન્સરની એપ્લિકેશન

રોજિંદા જીવનમાં હોલ સેન્સરની સૌથી સામાન્ય એપ્લિકેશન બિન-સંપર્ક કાર ઇગ્નીશન સિસ્ટમ્સ છે. તેમનો ફાયદો યાંત્રિક સંપર્ક જૂથોની ગેરહાજરી છે. આનો અર્થ એ છે કે કોઈ વસ્ત્રો નહીં, સંપર્કો બર્નિંગ નહીં, યાંત્રિક નિષ્ફળતાનું જોખમ નહીં.

વિતરણ પ્રણાલીમાં એન્જિન ક્રેન્કશાફ્ટ, કાયમી ચુંબક અને હોલ સેન્સર દ્વારા ચલાવવામાં આવતી કિનારીવાળી પ્લેટનો સમાવેશ થાય છે. જ્યારે પ્લેટ ફરે છે, ત્યારે ક્રેન્કશાફ્ટની સ્થિતિ દ્વારા નિર્ધારિત કડક રીતે નિર્ધારિત ક્ષણે પ્રોટ્રુશન્સ, સેન્સર અને ચુંબક વચ્ચેના અંતરમાં આવે છે, ચુંબકીય ક્ષેત્રના પરિમાણોને બદલીને.સેન્સર ક્રેન્કશાફ્ટના પરિભ્રમણ સાથે સમન્વયિત પલ્સ જનરેટ કરે છે, જે જરૂરી સમય બિંદુઓ પર ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કોઇલમાં વોલ્ટેજ સપ્લાયને નિયંત્રિત કરે છે. ઉપરાંત, કારમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર સેન્સરનો ઉપયોગ ક્રેન્કશાફ્ટની સ્થિતિને ઓળખવા માટે થાય છે.

ચુંબકીય રીતે સંવેદનશીલ સેન્સરનો બીજો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સના રોટરની સ્થિતિ નક્કી કરવાનો છે. રિલે તત્વ મોટર સ્ટેટર પર માઉન્ટ થયેલ છે અને જ્યારે ધ્રુવ પસાર થાય છે ત્યારે સક્રિય થાય છે. આ સિદ્ધાંત પર, તમે રેવ કાઉન્ટર અથવા સ્પીડ મીટર બનાવી શકો છો.

હોલ ઇફેક્ટ પર બનેલા ઉપકરણોનો ઉપયોગ લેપટોપ અથવા મોબાઇલ ઉપકરણોમાં થાય છે - ઢાંકણની બંધ સ્થિતિના સૂચક તરીકે. જ્યારે સેન્સર ટ્રિગર થાય છે, ત્યારે કમ્પ્યુટર ઊંઘમાં જાય છે અથવા બંધ થઈ જાય છે. અને સ્માર્ટફોનમાં, સેન્સરના કાર્યોમાંનું એક જે પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્રને પ્રતિક્રિયા આપે છે તે ઇલેક્ટ્રોનિક હોકાયંત્રનું સંગઠન છે.

એનાલોગ હોલ સેન્સરનો ઉપયોગ માપવાના સાધનોમાં થાય છે - જ્યાં ચુંબકીય ક્ષેત્રના સ્તરનું મૂલ્યાંકન કરવું જરૂરી છે. તેઓ કંડક્ટરમાં વર્તમાન શક્તિના બિન-સંપર્ક માપન માટે અનિવાર્ય છે. જેમ તમે જાણો છો, જ્યારે પ્રવાહ વાહકમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે તેની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઊભું થાય છે. તેની તીવ્રતા વર્તમાનની તાકાત પર આધારિત છે. જો વર્તમાન વૈકલ્પિક હોય, તો ક્ષેત્રને અન્ય રીતે માપી શકાય છે (ઉદાહરણ તરીકે, વર્તમાન ટ્રાન્સફોર્મર સાથે), પરંતુ સીધા પ્રવાહ સાથે, હોલ સેન્સર અનિવાર્ય છે. ડીસી વર્તમાન ક્લેમ્પ્સ આ સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે.

હોલ ઇફેક્ટનો સૌથી વિચિત્ર ઉપયોગ તેના સિદ્ધાંત પર આયન રોકેટ એન્જિનોનું નિર્માણ છે.

પ્રદર્શન માટે હોલ સેન્સર કેવી રીતે તપાસવું

સેન્સરને તપાસવા માટે, તમે એક સરળ સર્કિટ એસેમ્બલ કરી શકો છો, જેના માટે, સેન્સર ઉપરાંત, તમારે આની જરૂર પડશે:

• ઇચ્છિત વોલ્ટેજ માટે વીજ પુરવઠો;
• રેઝિસ્ટર લગભગ 1 kOhm ના પ્રતિકાર સાથે;
• પ્રકાશ ઉત્સર્જક ડાયોડ;
• ચુંબક

જો ત્યાં કોઈ એલઇડી નથી, તો તેના બદલે (અને વર્તમાન-મર્યાદિત રેઝિસ્ટર) તમે કરી શકો છો મલ્ટિમીટરનો ઉપયોગ કરો (ડિજિટલ અથવા પોઇન્ટર) વોલ્ટેજ માપન મોડમાં.

વીજ પુરવઠો માટે કોઈ વિશેષ આવશ્યકતાઓ નથી - સર્કિટમાં પ્રવાહો ખૂબ નાના છે. તેનું વોલ્ટેજ પરીક્ષણ હેઠળના સેન્સરના સપ્લાય વોલ્ટેજની અંદર હોવું આવશ્યક છે. એલઇડી એનોડ સાથે વોલ્ટેજ સ્ત્રોતના પ્લસ સાથે જોડાયેલ છે, પરીક્ષણ હેઠળના ઉપકરણના આઉટપુટ સાથે કેથોડ, કારણ કે સેન્સર સામાન્ય રીતે ખુલ્લા કલેક્ટર સાથે બનાવવામાં આવે છે (પરંતુ ડેટાશીટ પર તેને તપાસવું વધુ સારું છે).

પરીક્ષણ પ્રક્રિયા પરીક્ષણ હેઠળના ઉપકરણના પ્રકાર પર આધારિત છે.

1. યુનિપોલર ડિજિટલ સેન્સરને ચકાસવા માટે, તમારે એક ધ્રુવ સાથે ચુંબક લાવવાની જરૂર છે. એલઇડી પ્રકાશિત થવી જોઈએ (પોઇન્ટર વોલ્ટમીટરનો તીર વિચલિત થાય છે અથવા ડિજિટલ ટેસ્ટરનું રીડિંગ અચાનક બદલાય છે). જ્યારે ચુંબકને નોંધપાત્ર અંતરથી દૂર કરવામાં આવે છે, ત્યારે સર્કિટ તેની મૂળ સ્થિતિ પર પાછા ફરવું જોઈએ. જો સેન્સર કામ કરતું નથી, તો બીજા ધ્રુવ સાથે ચુંબકને ફેરવવું અને પ્રક્રિયાને પુનરાવર્તિત કરવી જરૂરી છે. જો LED ફ્લેશ થાય છે, તો સેન્સર કામ કરી રહ્યું છે. જો ચુંબકની કોઈપણ સ્થિતિમાં સફળતા પ્રાપ્ત થઈ ન હતી, તો ઉપકરણ બિનઉપયોગી છે.
2. દ્વિધ્રુવી ડિજિટલ સેન્સર સમાન તકનીકનો ઉપયોગ કરીને પરીક્ષણ કરવામાં આવે છે, માત્ર ચુંબકની એક સ્થિતિ પર LED લાઇટ થાય છે, અને જ્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્રના સ્ત્રોતને દૂર કરવામાં આવે ત્યારે તે બહાર જતું નથી. સર્કિટને સમાન ધ્રુવ સાથે વધુ મેનિપ્યુલેશન્સ પર પ્રતિક્રિયા આપવી જોઈએ નહીં. જો તમે ચુંબકને ફેરવો છો અને તેને વિપરીત ધ્રુવીયતામાં સેન્સર પર લાવો છો, તો LED બંધ થઈ જવું જોઈએ. આ પરીક્ષણ હેઠળના ઉપકરણના સ્વાસ્થ્યને સૂચવે છે.જો સર્કિટ કામ કરતું નથી, તો સેન્સર ઓર્ડરની બહાર છે.
3. સર્વધ્રુવીય ડિજિટલ હોલ સેન્સરનું પરીક્ષણ એક ધ્રુવીયની જેમ જ કરવામાં આવે છે, પરંતુ ચુંબકીય રીતે સંવેદનશીલ ઉપકરણ ચુંબકની કોઈપણ સ્થિતિમાં કામ કરવું જોઈએ.

એનાલોગ સેન્સર્સને ડિજિટલની જેમ જ તપાસવામાં આવે છે, પરંતુ આઉટપુટ વોલ્ટેજ અચાનક બદલાવું જોઈએ નહીં, પરંતુ ચુંબકીય બળ વધે તેમ સરળતાથી બદલવું જોઈએ (ઉદાહરણ તરીકે, કાયમી ચુંબક નજીક આવે છે અથવા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ વિન્ડિંગમાં વર્તમાનમાં વધારો).

વ્યવહારિક દૃષ્ટિકોણથી, કારની કોન્ટેક્ટલેસ ઇગ્નીશન સિસ્ટમમાં ઇન્સ્ટોલ કરેલા હોલ સેન્સરને કેવી રીતે તપાસવું તે પ્રશ્ન રસપ્રદ છે. આ કરવા માટે, સેન્સરમાંથી કનેક્ટરને દૂર કરો અને સૂચવેલ સર્કિટને સીધી પિન પર એસેમ્બલ કરો.

અહીં તમે LED ને મલ્ટિમીટર વડે પણ બદલી શકો છો. કારના ક્રેન્કશાફ્ટને મેન્યુઅલી ફેરવીને, તમે એલઇડીની સામયિક ફ્લૅશ અથવા આઉટપુટ વોલ્ટેજમાં શૂન્યથી લગભગ કારની ઇલેક્ટ્રિકલ સિસ્ટમના વોલ્ટેજમાં થતા ફેરફારોને અવલોકન કરી શકો છો. ગેરેજમાં તપાસ કરવાની વૈકલ્પિક રીત એ છે કે ઉપકરણને અસ્થાયી રૂપે જાણીતા-સારા સ્પેર સેન્સરથી બદલવું.

હોલ સેન્સરને ઘરગથ્થુ અને ઔદ્યોગિક સાધનોમાં વ્યાપક એપ્લિકેશન મળી છે. જો તેની કામગીરીના સિદ્ધાંતની સમજ હોય ​​તો સેવાક્ષમતા માટે તેને તપાસવું મુશ્કેલ નથી.

સમાન લેખો: