Venjulega í því ferli að nota stýripinnann eru tvær leiðir til að ná fram hliðrænu úttaksmerki: Hall skynjaraform og gerð potentiometers.
1, Þessi grein miðar að því að skýra grundvallarútfærslureglu Hall skynjara, muninn, kosti og galla á 2D Hall og 3D Hall.
Skilgreining á Hall Effect:
Hall áhrif var uppgötvað af eðlisfræðingnum Hall árið 1879. Það skilgreinir sambandið milli segulsviðs og framkallaðrar spennu. Þessi áhrif eru gjörólík hefðbundinni rafsegulvirkjun.
——Mynd af netinu
Eins og sýnt er hér að ofan, þegar rafstraumur fer í gegnum leiðara sem er staðsettur í segulsviði (skyggða yfirborðið), beitir segulsviðið krafti á rafeindirnar í leiðaranum hornrétt á hreyfistefnu rafeindanna, sem leiðir til möguleikamismun. í báðar áttir hornrétt á leiðarann og segulspennulínuna.
Þegar segulsviði sem er hornrétt á straumstefnuna er beitt á hálfleiðarann, munu rafeindir og göt í hálfleiðaranum dragast af Lorentz krafti í mismunandi áttir og safnast saman í mismunandi áttir. Rafsvið verður myndað á milli rafeinda og hola sem safnað er saman. Eftir að rafsviðskrafturinn og Lorentz krafturinn eru í jafnvægi munu þeir ekki lengur safnast saman. Í þessu tilviki mun rafsviðið gera síðari rafeindir og holur háðar rafsviðskraftinum og koma jafnvægi á Lorentz kraftinn sem myndast af segulsviðinu, þannig að síðari rafeindir og holur geti farið í gegnum hnökralaust án fráviks, sem er Hall áhrifin. . Spennamunurinn á milli tveggja hliða er kallaður Hall spenna.
Skýringarmynd
Rafeindin skapar hugsanlegan mun á segulsviðinu sem leiðir til Lorentz krafts
Lorentz kraftur F=qE plús qvB/c
Svo Hallvöllurinn
UH=RH·I= -B·I /(q·n·c)
Notkun Hall Effect:
Þrátt fyrir að Hall áhrif hafi verið uppgötvað fyrr, var það takmarkað af þróun stöðugra segla og rafeindahluta. Hallskynjarar komu fyrst fram í kringum 1970.
Grunn Hall skynjari er hannaður sem mjög áreiðanleg Hall flís samþætt hringrás með því að pakka hringrás flís úr sílikon eins kristal efni í loftþétta umbúðabyggingu.
Hins vegar, vegna hringrásarhönnunarvandamála, mun Hall flís, sem notaður er í fyrsta skipti, framleiða miklar spennubreytingar vegna hitastigsreks, sem ekki er hægt að beita í raunverulegu iðnaðarumhverfi.
Síðar, þar til um 1990, notuðu sum fyrirtæki, eins og MLX, hitauppbótarrásir til að vega upp á móti áhrifum hitatengdra breytu í segulsviðsreikningsformúlunni, þannig að segulsviðið breytist ekki með hitastigi. Ennfremur hefur Hall flísinn áttað sig á forritanlegum aðgerðum, sem þarf ekki að laga hliðræna úttakið sem Hall flísinn setur að notkunarkröfum og víkkar verulega notkunarsviðið og umfang Hall flíssins.
Hall flís byrjaði að vera mikið notaður í iðnaðar- og ökutækjaumhverfi, notaður til að dæma færibreytur tilfærslu og snúningshorns og breyta þeim í hliðstæða úttak.
Í kjölfar MLX Company tóku margir IC framleiðendur heima og erlendis þátt í þróun Hall flísar. Hefðbundi Hall flísinn sem notaður er núna er venjulega gerður úr mörgum Hall flísum sem liggja ofan á til að meta offramboð, sem bætir til muna upplausn og nákvæmni hliðræns úttaks.
Notkun Halls í handfangi:
Snemma iðnaðarhandföng náðu hliðstæðum útgangi í gegnum snúningsbyggingu handfangsins, sem ýtti á kúluna til að knýja vökvaventilinn. Það verða annmarkar á greindri stjórn og rökfræðihönnun og vökvabúnaðurinn mun óhjákvæmilega hafa olíuleka fyrirbæri, sem ekki er hægt að nota á vettvangi með mikla mengunarkröfur eða á vettvangi sem krefst hreins umhverfi.
Vökvakerfisnotkun kúluformsins
——Mynd af netinu
Hall var fyrst notað í stýripinna af Danfoss, þýskum framleiðanda. Helstu vörur þess eru JS1, JS1000 og svo framvegis.
Hall flís framleiðendur eru almennt notaðir í handfanginu, þar á meðal MLX, TI, McGahn og svo framvegis.
Það er munur á 2D flugvélarsal og 3D sal eftir mismunandi notkunaraðferðum.
Munurinn á 2D Hall og 3D Hall:
Venjulega er notkun Hall í handfanginu skipt í snúning og tilfærslu og sveiflu. Snúningsgerðin er 2D Hall og tilfærslu- og sveiflugerðin er 3D Hall.
* Athugaðu notkun segulstáls:
Burtséð frá formi Hallar eru tvær mikilvægar eftirlitskröfur til að ná stöðugleika í starfi salarins.
Sú fyrsta er fjarlægðin milli segulstálsins og Hall miðjunnar, sem er mismunandi eftir mismunandi Hall flís gerðum. Það er almennt um 1 ~ 5 mm.
Annað er segulmagnsstærð segulstáls, samkvæmt Hall flís líkaninu er öðruvísi, venjulega í tugum mT til hundruð mT.
Ef annaðhvort af breytunum tveimur er utan sviðs eða frávikið er stórt, mun það valda óstöðugleika Hall-flögunnar, sem leiðir til stökkbreytingar á úttakinu eða úttaksfráviki.
Að auki, almennt, mun segulstál ekki valda fráviki framleiðsla vegna afsegulvæðingar við langtíma notkun þess og lykilatriði þess er þvingun segulstáls. Þvingun vísar til segulframkallastyrks B fer ekki aftur í núll þegar ytra segulsviðið fer aftur í núll eftir mettun segulmagnaðir efna. Aðeins með því að bæta við segulsviði af ákveðinni stærð í gagnstæða átt við upprunalega segulsviðið getur segulmagnsinnleiðslustyrkurinn farið aftur í núll, sem kallast þvingandi segulsvið eða þvingunarkraftur.
Almennt þarf þvingun segulstáls Hcb Stærra en eða jafnt og 850KA/m; Innri þvingun Hcj Stærri en eða jafn 955KA/m. Helsti áhrifaþátturinn er efnið úr segulstáli. Almennt er þvingun ferrítefnis lítil, sem mun leiða til afsegulmögnunar segulstáls í langan tíma. Og þvingun NdFeb efnis er stærri, venjulega ekki langvarandi hár hiti (yfir 60 ~ 80 gráður) við notkunarskilyrði, notkun um það bil fimm til tíu ára er meira en nóg.
Segulstálið sem notað er fyrir handfangið er venjulega N35 Ndfeb segulstál.
Aðrir stýrðir þættir segulstáls eru remanence Br og hámarks segulorkuvara BH(max).
1. Snúningsgerð:
Rotary Hall er venjulega stillt á miðju snúningsássins og segulvæðingaráttin er geislamynduð. Þegar handfangsskaftinu er snúið, myndast Hall spennan vegna breytinga á segulflæði í gegnum Hall skynjarann.
Kostir þessarar notkunaraðferðar eru:
1. Góð spennusamhverfa;
2. Lítil framkvæmdarerfiðleikar;
3. Þegar um er að ræða handfang með tvöföldum skafti er truflun á XY ás lítill;
4. Einása handfangið tekur minna pláss.
5. Lítil segulmagnserfiðleikar.
6. Snúningshorn getur verið stórt (minna en 360 gráður)
Ókostirnir eru:
1. Þegar tvíása handfangið er að veruleika þarf það að taka tiltölulega mikið pláss;
2. Verður að nota í miðju snúnings.
Tegund snúnings
1. Tilfærsluformúla:
Venjulega er notkun tilfærslu einnig notkun 3D Hall, eins og fyrsta fána MT1531 flísinn. Venjulega er segulmyndunarstefnan geislamynduð. Þannig ætti segulsviðsstálið að hafa 0mT segulflæði við miðpunktinn, sem er hámark á báðum hliðum. Þegar segulstál er segulmagnað á þennan hátt er nauðsynlegt að gera kröfur um einsleitni segulmagns á báðum hliðum segulstáls eða bogadregins segulstáls. Ef segulstærðin er önnur verður segulflæðisdreifingin ójöfn, sem leiðir til línulegs fráviks framleiðslunnar á báðum hliðum þegar handfangið er hrist.
Kostir:
1. Uppbyggingin er einföld og tilfærsluhallarverðið er lágt;
2. Byggingarfasi segulstálsins sem erfitt er að setja í miðju snúnings er betra;
3. Sveigjanleg uppbygging, getur gert fleiri afbrigði af uppbyggingu.
Ókostir:
1. Segulstál þarf segulmagnandi samhverfu;
2. Almennt séð er mjög erfitt að átta sig á línulegri samhverfu tilfærsluformúlu;
3. Snúningshornið ætti ekki að vera of stórt; (venjulega ekki yfir 40 gráður)
——Mynd úr MLX90333 forskrift
1. Gerð sveiflu:
Oscillating Hall er algeng útfærsla á tvíása sal. Það gerir sér grein fyrir tvíása eða jafnvel fjölása framleiðsla á einum flís með því að setja marga Hall flís ofan á Hall skynjara.
Venjulega er stefna segulmagnaðir stálsegulmögnunar axial segulmögnun og axial segulmögnun hringlaga segulstáls mun draga verulega úr erfiðleikum við segulmagn.
——Mynd úr MLX90333 forskrift
Fyrir Hall skynjara, þó að einn 3D flís sé dýrari en 2D flís, er kostnaðurinn við að útfæra tvíása úttak tiltölulega lægri en að nota tvo 2D flís.
Kostir:
1. Segulstál hefur litla segulmagnserfiðleika. Lítil samsetningarerfiðleikar;
2. Tvíása framkvæmdarkostnaður er lágur;
3. Lárétt rými handfangsins er minna upptekið;
Ókostir:
1. Offset krafan um Hall plástur er tiltölulega mikil og offset krafan um SMT er almennt ekki meira en 1/2 af suðufótinum; Annars verður mikil tvíása truflun (þ.e. þegar ýtt er á einn ás hefur hinn ásinn úttakssveiflur, 3D Hall getur ekki forðast tvíása truflun, en almennt innan úttaksfrávikssviðsins er talið hæft)
2. Kostnaður við að ná einása framleiðsla verður hærri;
3. Snúningshornið er minna en tilfærslugerðin (almennt ekki meira en 30 gráður);
HJ8 handfang Shanghai Chen Gong Electric Control notar þrívíddarsal MLX90333.
Ii. Þættir sem hafa áhrif á Hall framleiðslufrávik:
Almennt séð eru þættirnir sem hafa áhrif á Hall úttaksspennu aðallega eftirfarandi ástæður. Almennt séð, þar sem flísinn fer sjaldan illa, eru orsakir úttaksspennufráviks aðallega greind út frá segulflæðisbreytingum:
1. Breytingar á segulflæði af völdum segulstáls:
Segulstál mun breyta segulflæðinu og þar með framleiðsluspennunni af ýmsum ástæðum, svo sem:
A. Léleg vörn leiðir til aðsogs járndufts á segulstálið, sem leiðir til breytinga á segulflæði.
B. Óviðeigandi festing segulstáls leiðir til þess að segulstál losnar;
C. Faldar sprungur eru þegar segulstál er hnoðað eða fest, sem getur leitt til sprungna og segulflæðisbreytinga eftir háan og lágan hita.
Leiðir til að forðast:
Þessa þætti þarf að greina og fylgja umbótaaðgerðum eftir í FEMA á hönnun og ferli.
2. Segulflæðisbreytingar af völdum utanaðkomandi orsaka:
Almennt breytist segulflæðið í gegnum Hall flís vegna sveiflna í hringrás af völdum ytra segulsviðs eða spennuáhrifa og hefur þannig áhrif á framleiðslan.
Leiðir til að forðast:
EMC próf var framkvæmt og skjöldur var notaður til að auka vörn Hall flísar.
3. Framleiðsla frávik af völdum vélrænni uppbyggingu:
Eftir langtímanotkun leiðir aukning á vélrænni úthreinsun til aukinnar framleiðslufráviks.
Leiðir til að forðast:
Fínstilltu burðarvirkishönnunina.
4. Ytri inntaksspenna óstýrð aflgjafi:
Almennt séð er nafnspenna Hall-inntaksspenna Hall-handfangsframleiðandans 5.0Vdc±0.5V, en í reynd vísar þessi spenna til spennunnar sem knýr Hall-skynjarann. Ef kvörðunarúttaksspennugildið er 0.5~2.5V~4.5V úttak, inntaksspenna 5.5V, þá verður miðgildi útgangsspenna 2.75V, utan miðgildiskröfunnar. Þess vegna er viðskiptavinum almennt sagt að nota stjórnaða aflgjafa. Frávik aflgjafa er almennt ±0.2V við aðstæður á besta bilinu ±0.1V.