हॉल इफेक्ट सेन्सरमध्ये कायम चुंबकांची आवश्यकता का आहे

हॉल इफेक्ट सेन्सर किंवा हॉल इफेक्ट ट्रान्सड्यूसर हा हॉल इफेक्टवर आधारित आणि हॉल एलिमेंट आणि त्याच्या सहाय्यक सर्किटने बनलेला एक एकीकृत सेन्सर आहे. हॉल सेन्सर औद्योगिक उत्पादन, वाहतूक आणि दैनंदिन जीवनात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. हॉल सेन्सरच्या अंतर्गत संरचनेवरून किंवा वापरण्याच्या प्रक्रियेत, आपल्याला आढळेल कीकायम चुंबकएक महत्त्वाचा कार्यरत भाग आहे. हॉल सेन्सर्ससाठी कायम चुंबक का आवश्यक आहेत?

सर्व प्रथम, हॉल सेन्सर, हॉल इफेक्टच्या कार्याच्या तत्त्वापासून प्रारंभ करा. हॉल इफेक्ट हा एक प्रकारचा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक प्रभाव आहे, जो अमेरिकन भौतिकशास्त्रज्ञ एडविन हर्बर्ट हॉल (1855-1938) यांनी 1879 मध्ये धातूंच्या प्रवाहकीय यंत्रणेचा अभ्यास करताना शोधला होता. जेव्हा विद्युत् प्रवाह बाह्य चुंबकीय क्षेत्राच्या लंबवत कंडक्टरमधून जातो, तेव्हा वाहक विचलित होतो आणि वर्तमान आणि चुंबकीय क्षेत्राच्या दिशेला लंबवत अतिरिक्त विद्युत क्षेत्र तयार केले जाईल, परिणामी कंडक्टरच्या दोन्ही टोकांवर संभाव्य फरक निर्माण होईल. ही घटना म्हणजे हॉल इफेक्ट, ज्याला हॉल संभाव्य फरक देखील म्हणतात.

हॉल इफेक्ट हा मूलत: चुंबकीय क्षेत्रामध्ये लॉरेंट्झ बलामुळे होणारे चार्ज केलेल्या कणांचे विक्षेपण आहे. जेव्हा चार्ज केलेले कण (इलेक्ट्रॉन किंवा छिद्रे) घन पदार्थांमध्ये बंदिस्त असतात, तेव्हा हे विक्षेपण वर्तमान आणि चुंबकीय क्षेत्राच्या लंब दिशेने सकारात्मक आणि नकारात्मक शुल्क जमा करते, त्यामुळे अतिरिक्त ट्रान्सव्हर्स इलेक्ट्रिक फील्ड तयार होते.

आपल्याला माहित आहे की जेव्हा इलेक्ट्रॉन चुंबकीय क्षेत्रात फिरतात, तेव्हा ते लॉरेंट्झ बलाने प्रभावित होतील. वरीलप्रमाणे, प्रथम डावीकडील चित्र पाहू. जेव्हा इलेक्ट्रॉन वरच्या दिशेने सरकतो तेव्हा त्यातून निर्माण होणारा विद्युत् प्रवाह खालच्या दिशेने सरकतो. बरं, चला डाव्या हाताचा नियम वापरुया, चुंबकीय क्षेत्राची चुंबकीय संवेदना रेषा B (स्क्रीनमध्ये चित्रित केलेली) हाताच्या तळव्यामध्ये घुसू द्या, म्हणजेच हाताचा तळवा बाहेर आहे आणि चार बोटांनी त्याकडे निर्देशित करूया. वर्तमान दिशा, म्हणजे चार बिंदू खाली. मग, अंगठ्याची दिशा ही इलेक्ट्रॉनची बल दिशा असते. इलेक्ट्रॉनांना उजवीकडे सक्ती केली जाते, त्यामुळे बाह्य चुंबकीय क्षेत्राच्या क्रियेने पातळ प्लेटमधील चार्ज एका बाजूला झुकतो. इलेक्ट्रॉन उजवीकडे झुकल्यास, डाव्या आणि उजव्या बाजूला संभाव्य फरक तयार होईल. उजवीकडील आकृतीत दर्शविल्याप्रमाणे, जर व्होल्टमीटर डाव्या आणि उजव्या बाजूला जोडला असेल तर व्होल्टेज शोधले जाईल. हे हॉल इंडक्शनचे मूलभूत तत्त्व आहे. शोधलेल्या व्होल्टेजला हॉल प्रेरित व्होल्टेज म्हणतात. बाह्य चुंबकीय क्षेत्र काढून टाकल्यास, हॉल व्होल्टेज अदृश्य होईल. प्रतिमेद्वारे दर्शविल्यास, हॉल इफेक्ट खालील आकृतीप्रमाणे आहे:

i: वर्तमान दिशा, B: बाह्य चुंबकीय क्षेत्राची दिशा, V: हॉल व्होल्टेज आणि बॉक्समधील लहान ठिपके इलेक्ट्रॉन म्हणून ओळखले जाऊ शकतात.

हॉल सेन्सरच्या कामकाजाच्या तत्त्वावरून, हे दिसून येते की हॉल इफेक्ट सेन्सर एक सक्रिय सेन्सर आहे, ज्याला कार्य करण्यासाठी बाह्य वीज पुरवठा आणि चुंबकीय क्षेत्र आवश्यक आहे. सेन्सरच्या वापरामध्ये लहान व्हॉल्यूम, हलके वजन, कमी वीज वापर आणि सोयीस्कर वापर या आवश्यकता लक्षात घेऊन, बाह्य चुंबकीय क्षेत्र पुरवण्यासाठी जटिल इलेक्ट्रोमॅग्नेटऐवजी एक साधा स्थायी चुंबक वापरला जातो. शिवाय, मुख्य चार प्रकारच्या स्थायी चुंबकांमध्ये,SmCoआणिNdFeB दुर्मिळ पृथ्वीचुंबकांमध्ये उच्च चुंबकीय गुणधर्म आणि स्थिर कार्य स्थिरता यासारखे फायदे आहेत, जे अचूकता, संवेदनशीलता आणि विश्वासार्ह मापनांपर्यंत पोहोचण्यासाठी उच्च कार्यक्षमता हॉल इफेक्ट ट्रान्सड्यूसर किंवा सेन्सर सक्षम करू शकतात. म्हणून NdFeB आणि SmCo अधिक वापरतातहॉल इफेक्ट ट्रान्सड्यूसर मॅग्नेट.