عنصر القاعة هو نوع من أجهزة الاستشعار المغناطيسية. يمكن استخدامها للكشف عن المجالات المغناطيسية وتغيراتها، ويمكن استخدامها في مجالات مختلفة تتعلق بالمجالات المغناطيسية.

يمكن تقسيم عناصر القاعة إلى عناصر قاعة خطية وتبديل عناصر القاعة وفقًا لوظائفها. يقوم الأول بإخراج الكميات التناظرية، وبعد ذلك يقوم بإخراج الكميات الرقمية. يتميز عنصر القاعة الخطية بالدقة العالية والخطية الجيدة ونطاق درجة الحرارة الواسع؛ لا يحتوي عنصر قاعة التبديل على اتصال، ولا تآكل، وإخراج واضح، ولا ارتعاش، ولا ارتداد، وتكرار موضعي عالٍ ونطاق درجة حرارة واسع.

تطبيقات عناصر القاعة الخطية:

1. تطبيقات على العوامل الرياضية: الضرب، القسمة، دائرة المقلوب، دائرة الجذر التربيعي

2. تطبيق القياس الحالي: قياس التيار المستمر والتيار المتردد

3. تطبيق قياس الجهد: قياس جهد التيار المستمر وجهد التيار المتردد

4. تطبيق قياس الطاقة: قياس قوة التيار المتردد لقوة التيار المستمر

5. تطبيق قياس معامل القدرة

6. قياس المجال المغناطيسي: قياس المجال المغناطيسي DC والمجال المغناطيسي AC

7. قياس عدد لفات الملف: قياس عدد لفات ملف نوع الكشف المباشر Hall Zero وقياس عدد لفات ملف Hall نوع الكشف المباشر

8. تطبيق معلمات المحرك غير المتزامن

9. قياس القوة القسرية للمواد المغناطيسية: قياس القوة المغناطيسية وصلابة الأجزاء الميكانيكية

تطبيق تبديل عناصر القاعة

1. قياس السرعة والمسافة المقطوعة

2. التطبيق في قياس المنعطفات العكسية لآلة اللف

3. قياس معدل التدفق

1. تطبيق عنصر القاعة في الإزاحة وسمك الطلاء (الطلاء) وقياس سمك قطعة العمل

2. التطبيق في الكشف عن المعادن الحديدية

3. التطبيق في قياس البعد التمددي للمواد المعدنية

4. التطبيق دون ضرر

5. التطبيق في قياس تيار اللحام البقعي

6. التطبيق في الكشف عن الأسلاك المكسورة بحبل السلك

7. التطبيق في قياس التدفق

8. التطبيق في قياس عزم الدوران الكهرومغناطيسي لمحرك DC

9. تطبيق دمج البيانات في عنصر القاعة

ما هو عنصر القاعة؟

يمكن استخدام مكونات أشباه الموصلات الحساسة للمجالات المغناطيسية للكشف عن قوة المجال المغناطيسي واتجاهه؛ يمكن استخدامها للكشف عن تيار التيار المستمر، والموضع، وما إلى ذلك.

ما هي أنواع ونماذج عناصر القاعة المشتركة؟

قاعة أحادية القطب

مقدمة لمفتاح القطب الواحد:

تحتوي مفاتيح تأثير القاعة الأحادية القطب على عتبة تشغيل مغناطيسية (Bop). إذا كانت كثافة التدفق المغناطيسي التي تمر بها خلية هول أكبر من عتبة التشغيل، فسيتم تشغيل ترانزستور الخرج؛ عندما تنخفض كثافة التدفق المغناطيسي عن عتبة التشغيل (Brp)، سيتم إيقاف تشغيل الترانزستور. التباطؤ (Bhys) هو الفرق بين عتبتين (Bop-Brp). تتيح صفحة التباطؤ المدمجة هذه التبديل الصافي للإخراج حتى في حالة وجود اهتزاز ميكانيكي خارجي وضوضاء كهربائية. يتكيف الإخراج الرقمي ذو تأثير القاعة الأحادية القطب مع أنظمة منطقية مختلفة. تعتبر هذه الأجهزة مثالية للاستخدام مع قضبان أو قضبان مغناطيسية بسيطة

ما هو عنصر القاعة؟

وهو عبارة عن جهاز استشعار مغناطيسي يمكنه اكتشاف المجالات المغناطيسية وتغيراتها، ويمكن استخدامه في المجالات المختلفة المتعلقة بالمجالات المغناطيسية.

تطبيقات عناصر القاعة الخطية:

1. تطبيقات على العوامل الرياضية: الضرب، القسمة، دائرة المقلوب، دائرة الجذر التربيعي

2. تطبيق القياس الحالي: قياس التيار المستمر والتيار المتردد

3. تطبيق قياس الجهد: قياس جهد التيار المستمر وجهد التيار المتردد

4. تطبيق قياس الطاقة: قياس قوة التيار المتردد لقوة التيار المستمر

5. تطبيق قياس معامل القدرة

6. قياس المجال المغناطيسي: قياس المجال المغناطيسي DC والمجال المغناطيسي AC

7. قياس عدد لفات الملف: قياس عدد لفات ملف نوع الكشف المباشر Hall Zero وقياس عدد لفات ملف Hall نوع الكشف المباشر

8. تطبيق معلمات المحرك غير المتزامن

9. قياس القوة القسرية للمواد المغناطيسية: قياس القوة القسرية المغناطيسية وقياس صلابة الأجزاء الميكانيكية تطبيق مفاتيح عناصر هول 1. قياس السرعة والمسافة المقطوعة 2. التطبيق في قياس المنعطفات العكسية لآلة اللف 3. قياس التدفق المعدل: 1. تطبيق عنصر القاعة في قياس الإزاحة وسمك الطلاء (الطلاء) وقياس سماكة قطعة العمل 2. التطبيق في الكشف عن المعادن الحديدية 3. التطبيق في قياس أبعاد التمدد للمواد المعدنية 4. التطبيق في التطبيق غير التالف 5. التطبيق في الموقع لحام قياس تيار اللحام 6. التطبيق في كشف الأسلاك المكسورة بحبل السلك 7. التطبيق في قياس التدفق 8. التطبيق في قياس عزم الدوران الكهرومغناطيسي لمحرك DC 9. تطبيق دمج البيانات في عنصر القاعة

عنصر القاعة هو نوع من أجهزة الاستشعار المغناطيسية. يمكن استخدامها للكشف عن المجالات المغناطيسية وتغيراتها، ويمكن استخدامها في مجالات مختلفة تتعلق بالمجالات المغناطيسية. يمكن تقسيم عناصر القاعة إلى عناصر قاعة خطية وتبديل عناصر القاعة وفقًا لوظائفها. يقوم الأول بإخراج الكميات التناظرية، وبعد ذلك يقوم بإخراج الكميات الرقمية. يتميز عنصر القاعة الخطية بالدقة العالية والخطية الجيدة ونطاق درجة الحرارة الواسع؛ لا يحتوي عنصر قاعة التبديل على اتصال، ولا تآكل، وإخراج واضح، ولا ارتعاش، ولا ارتداد، وتكرار موضعي عالٍ ونطاق درجة حرارة واسع. عنصر القاعة المستشعر المغناطيسي هو نوع من الاسم عنصر القاعة 1. مبدأ عمل عنصر القاعة: يشير ما يسمى بتأثير القاعة إلى فرق الجهد الجانبي الناتج عندما يعمل المجال المغناطيسي على الموصلات المعدنية الحاملة للتيار والناقلات في الظاهرة الفيزيائية لأشباه الموصلات. تم اكتشاف تأثير هول للمعادن من قبل الفيزيائي الأمريكي هول في عام 1879. عندما يمر تيار عبر الرقاقة المعدنية، إذا تم تطبيق مجال مغناطيسي في الاتجاه العمودي على التيار، فسيظهر فرق جهد جانبي على جانبي الرقاقة المعدنية . يكون تأثير هول أكثر وضوحًا في أشباه الموصلات منه في الرقائق المعدنية، بينما تظهر المعادن المغناطيسية المغناطيسية تأثيرات هول قوية للغاية تحت درجة حرارة كوري.

يمكن تصميم مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار باستخدام تأثير هول. العلاقة الأساسية لفرق جهد هول UH هي

UH=RHIB/د (18)

RH=1/nq (معدن) (19)

في الصيغة، RH —— معامل هول:

ن - تركيز الناقل أو تركيز الإلكترون الحر؛

ف —— الطاقة الإلكترونية؛

أنا - المرور الحالي.

ب —— شدة الحث المغناطيسي المتعامد مع I؛

د - سمك الموصل.

بالنسبة لأشباه الموصلات والمعادن المغناطيسية، يختلف تعبير معامل هول عن المعادلة (19) وتم حذفه هنا.

وبما أن هناك مجال مغناطيسي حول السلك المنشط، فإن حجمه يتناسب مع التيار في السلك، لذلك يمكن استخدام عنصر Hall لقياس المجال المغناطيسي لتحديد حجم تيار السلك. باستخدام هذا المبدأ، يمكن تصميم مستشعر تيار هول. والميزة هي أنه لا يحدث اتصالًا كهربائيًا بالدائرة قيد الاختبار، ولا يؤثر على الدائرة قيد الاختبار، ولا يستهلك طاقة مصدر الطاقة قيد الاختبار، وهو مناسب بشكل خاص لاستشعار التيار العالي.

إذا تم وضع عنصر Hall في مجال كهرومغناطيسي بقوة مجال كهربائي E وشدة مجال مغناطيسي H، فسيتم توليد تيار I في العنصر، ويكون فرق جهد Hall المتولد في نفس الوقت على العنصر متناسبًا مع شدة المجال الكهربائي E. يمكن تحديد شدة المجال المغناطيسي للمجال الكهرومغناطيسي، والقيمة اللحظية P لكثافة طاقة المجال الكهرومغناطيسي بواسطة P=EH.

باستخدام هذه الطريقة، يمكن بناء مستشعر طاقة Hall.

إذا تم ترتيب المفتاح المدمج مع عنصر Hall بانتظام على الجسم وفقًا للوضع المحدد مسبقًا، فعندما يمر المغناطيس الدائم المثبت على الجسم المتحرك من خلاله، يمكن قياس إشارة النبض من دائرة القياس. يمكن استشعار إزاحة الجسم المتحرك وفقًا لقطار إشارة النبض. إذا تم قياس عدد النبضات المرسلة لكل وحدة زمنية، فيمكن تحديد سرعة حركتها.

عناصر القاعة هي أشباه الموصلات باستخدام تأثير هول.

ثانياً: خصائص عنصر القاعة:

1. معامل هول (المعروف أيضاً بثابت هول) RH

عندما لا يكون المجال المغناطيسي قويًا جدًا، فإن فرق جهد Hall UH يتناسب مع منتج تيار الإثارة I وكثافة الحث المغناطيسي B، ويتناسب عكسيًا مع سمك δ للوحة Hall، أي UH = RH* I*B/δ، حيث يسمى RH هو معامل هول، الذي يشير إلى قوة تأثير هول. بالإضافة إلى ذلك، RH = μ*ρ، أي أن ثابت Hall يساوي منتج المقاومة ρ لمادة لوحة Hall وتنقل الإلكترون μ.

2. حساسية Hall KH (المعروفة أيضًا بحساسية منتج Hall)

تتناسب حساسية Hall مع معامل Hall وتتناسب عكسيًا مع سمك δ للوحة Hall، وهي KH=RH/δ، والتي يمكن عادةً أن تميز ثابت Hall.

3. قاعة الإثارة الحالية

ويسمى تيار الإثارة الذي يتدفق عندما ترتفع درجة حرارة عنصر القاعة نفسه بمقدار 10 درجات مئوية بتيار الإثارة المقدر.

4. الحد الأقصى المسموح به لتيار الإثارة في القاعة

يُطلق على تيار الإثارة المطابق للحد الأقصى المسموح به لارتفاع درجة الحرارة لعنصر القاعة اسم الحد الأقصى لتيار الإثارة المسموح به.

5. مقاومة مدخلات القاعة

تسمى قيمة المقاومة بين أقطاب إثارة القاعة بمقاومة الإدخال.

6. مقاومة إخراج القاعة

تسمى قيمة المقاومة بين أقطاب إخراج القاعة بمقاومة الإدخال.

7. معامل درجة حرارة المقاومة لعنصر القاعة

في حالة عدم تطبيق أي مجال مغناطيسي، عندما تتغير درجة الحرارة المحيطة بمقدار 1 درجة مئوية، يتم التعبير عن معدل التغير النسبي للمقاومة بواسطة α، وتكون الوحدة %/درجة مئوية.

8. إمكانات هول غير المتكافئة (المعروفة أيضًا بإزاحة هول نقطة الصفر)

عندما لا يكون هناك مجال مغناطيسي خارجي ويكون تيار إثارة هول هو I، فإن فرق جهد هول المقاس عند طرف الخرج بدون حمل يسمى الإمكانات غير المتكافئة.

9. قاعة انتاج التيار الكهربائي

عندما يكون المجال المغناطيسي الخارجي وتيار إثارة هول I، فإن فرق جهد هول المقاس عند طرف الخرج بدون تحميل يسمى جهد خرج هول.

10. نسبة إخراج جهد القاعة

نسبة جهد هول غير المتساوي إلى جهد هول

11. قاعة العاصمة الطفيلية

عندما يكون المجال المغناطيسي الخارجي صفرًا ويتم إثارة عنصر Hall بواسطة التيار المتردد، بالإضافة إلى الإمكانات متباينة الجهد للتيار المتردد، فإن خرج قطب هول لديه أيضًا إمكانات التيار المستمر، والتي تسمى إمكانات التيار المستمر الطفيلية.

12. قاعة عدم تكافؤ الإمكانات

في حالة عدم وجود مجال مغناطيسي خارجي وتيار إثارة Hall لـ I، فإن معدل التغير النسبي للجهد متباين الإمكانات عندما تتغير درجة الحرارة المحيطة بمقدار 1 درجة مئوية.

13. قاعة معامل درجة الحرارة المحتملة

معدل التغير النسبي للجهد متباين الإمكانات عندما تتغير درجة الحرارة المحيطة بمقدار 1 درجة مئوية عندما يكون المجال المغناطيسي الخارجي وتيار إثارة هول I. وهو أيضًا معامل درجة الحرارة لمعامل هول.

14. المقاومة الحرارية Rth

عندما يزيد استهلاك الطاقة لعنصر Hall بمقدار 1W فإن قيمة درجة الحرارة التي يرفعها عنصر Hall تسمى مقاومته الحرارية، مما يعكس صعوبة تبديد الحرارة للعنصر.

الوحدة هي: درجة مئوية/ث

مستشعر هول للمحرك عديم الفرشاة AH44E

المكونات المدمجة في القاعة المبدلة لأجهزة استشعار الموضع في المحركات بدون فرش.

تعريف الدبوس (الجانب المحدد في مواجهة نفسه): (يسار) قوة إيجابية؛ (حل وسط؛ (يمين) إخراج الإشارة

الحجم (مم): 4.1*3.0*1.5

انتبه لتقليل الضغط ومنع الكهرباء الساكنة أثناء التثبيت