Hallas strāvas sensors ir sensors, ko parasti izmanto strāvas mērīšanai. Strāvas mērīšanai izmanto Halla efektu. Hallas efekts nozīmē, ka, vadītājam šķērsojot noteiktu magnētisko lauku, strāva rada sprieguma starpību virzienā, kas ir perpendikulārs magnētiskā lauka un strāvas virzienam.
Lai detalizēti izskaidrotu Hallas strāvas sensora mērīšanas principu, mēs to varam izskaidrot no šādiem aspektiem: Hallas efekts, Halles strāvas sensora uzbūve un darbības princips, kā arī sensora raksturlielumi un pielietojumi.
1. Halles efekts
Kad vadītājs vai pusvadītāju materiāls iziet cauri magnētiskajam laukam, komponenti, kas ir perpendikulāri magnētiskā lauka virzienam un strāvas virzienam, izraisīs lādiņa atdalīšanu, kā rezultātā abās pusēs rodas potenciāla atšķirība. Šo parādību sauc par Hallas efektu.
Hallas efekts rodas tāpēc, ka nesējus ietekmē Lorenca spēks. Lorenca spēks attiecas uz spēku, ko izjūt strāva, kas iet caur magnētisko lauku. Kad magnētiskais lauks un strāva ir perpendikulāri viens otram, Lorenca spēks novirza elektronus vai caurumus vadītāja iekšpusē un rada potenciālu starpību abās vadītāja pusēs.
2. Hallas strāvas sensora uzbūve
Halles strāvas sensori parasti sastāv no trim daļām: Hall elementa, magnētiskās ķēdes struktūras un izejas ķēdes.
2.1 Hall elements: Hall elements ir sensora galvenā daļa. Tas parasti sastāv no Hall mikroshēmas. Hall elementam ir īpaša pusvadītāju struktūra, kas ietver strāvas pārvades zonu, Hall darbības zonu un sprieguma mērīšanas zonu. Kad strāva iet caur sensoru, Lorenca spēks ietekmēs Hallas aktīvo zonu, izraisot Hallas potenciālu.
2.2 Magnētiskās ķēdes struktūra: Magnētiskās ķēdes struktūru galvenokārt izmanto, lai kontrolētu magnētiskā lauka sadalījumu un pārraidītu to uz Hall elementu. Magnētiskās ķēdes struktūra parasti sastāv no dzelzs serdes, magnētiskā lauka regulēšanas komponentiem un magnētiskā lauka ekranēšanas komponentiem. Dzelzs serdi izmanto, lai vadītu magnētiskā lauka līnijas, magnētiskā lauka regulēšanas elementu izmanto, lai pielāgotu magnētiskā lauka stiprumu un virzienu, un magnētiskā lauka aizsargelementu izmanto, lai samazinātu ārējo magnētisko lauku traucējumus.
2.3. Izejas ķēde: izejas ķēde tiek izmantota, lai mērītu un pastiprinātu Hola potenciālu un pārveidotu to strāvas vai sprieguma signālā. Izejas ķēde parasti sastāv no darbības pastiprinātāja, filtra ķēdes un pastiprinātāja ķēdes. Apstrādājot izejas ķēdi, var iegūt ieejas strāvai proporcionālu sprieguma signālu, tādējādi realizējot strāvas mērīšanu.
