hiệu ứng Hall

[toymaker]

Luồng này mở lâu rồi, không ngờ nay có thêm nhiều ý mới.
Từ lâu tui cũng có hứng thú với mạch nhân analog u X i để cho ra p.
Trong cơ cấu đo kiểu cơ, phép nhân được thực hiện bằng hỗ cảm giữa 2 từ trường do u và i tạo ra, hoặc bằng tương tác giữa từ trường của dòng với dòng cảm ứng do từ trường của áp tạo ra (và ngược lại).
Còn làm thế nào để tạo tích các từ trường mà lại ứng dụng Hall effect thì tui vẫn bí.
Cách của Cô Nhóc dùng từ trường của i và dòng phân cực của u tui cũng có nghĩ qua nhưng thấy không đạt vì nó không cho ra trực tiếp u X i, bởi vì đơn giản khi i=0 thì ngõ ra vẫn khác không, và khi i đổi dấu thì ngõ ra cũng không thể đổi dấu (phần lý luận này nếu có sai xin Cô Nhóc chỉ giáo).
Thực ra cách này cũng có thể dùng nếu ta cộng cho 2 đại lượng u và i các hằng số sao cho 2 đại lượng này (u+Ubias và i+Ibias) luôn >0, khi nhân xong ta sẽ phải trừ kết quả lại, nhưng tui thấy sai số có lẽ sẽ lớn.
Các bạn cho ý kiến đi nào !

[opendoor2507]

Cách của Cô Nhóc dùng từ trường của i và dòng phân cực của u tui cũng có nghĩ qua nhưng thấy không đạt vì nó không cho ra trực tiếp u X i, bởi vì đơn giản khi i=0 thì ngõ ra vẫn khác không, và khi i đổi dấu thì ngõ ra cũng không thể đổi dấu (phần lý luận này nếu có sai xin Cô Nhóc chỉ giáo).

Cái này không đúng anh toymaker ạ. Hiệu ứng Hall về bản chất là tương tác của từ trường lên điện tích chuyển động. Anh nhớ định luật Lorent chứ ạ :
Lực từ tác dụng lên điện tích q chuyển động với vận tốc v
F=q x v x B
(các chữ in đậm là vector, B là vector cảm ứng từ)
Khi không có dòng tức là i= 0 ---> v = 0 --> F=0 ---> không có điện thế Hall
Khi i đổi dấu ---> vector v đổi chiều ---> F đổi chiều ---> U_hall đổi dấu.

[cô nhóc]

Để nhóc gởi cho anh mấy cái hình minh họa nha:

Nguyên lý của hiệu ứng Hall

Cấu trúc của Hall device

Hình dạng của một biến dòng sử dụng Hall device.

Và đây là 1 trong số những ứng dụng của nó nè:

Analog multiplication
The output is proportional to both the applied magnetic field and the applied sensor voltage. If the magnetic field is applied by a solenoid, the sensor output is proportional to product of the current through the solenoid and the sensor voltage. As most applications requiring computation are now performed by small (even tiny) digital computers, the remaining useful application is in power sensing, which combines current sensing with voltage sensing in a single Hall effect device.

Power sensing
By sensing the current provided to a load and using the device's applied voltage as a sensor voltage it is possible to determine the power flowing through a device. This power is (for direct current devices) the product of the current and the voltage. With appropriate refinement the devices may be applied to alternating current applications where they are capable of reading the true power produced or consumed by a device.

[toymaker]

Mấy hình đó trên wikipedia tui đã xem qua lâu rồi, rất có ích để hiểu về Hall effect. Nhưng để đo được Vh=IB/(ned) thì hình như không khả thi trong thực tế, có lẽ nó chỉ dùng được trong phòng thí nghiệm hay phòng nghiên cứu vật lý ứng dụng.
Trong thực tế thì cái biến dòng nhỏ nhỏ ở trên (đường kính lõi 8mm), hay các device của Allegro thì điện áp ra khác không khi i=0, và không đổi dấu khi i đổi dấu, (cái biến dòng nhỏ nhỏ đó cũng chỉ đo ampe DC mà thôi).

[toymaker]

Cho nên, theo tui nghĩ, tới thời điểm này, sử dụng Hall effect, như bạn OPD2507 đã post từ đầu, đó là "Nói một cách sơ sơ, thì hiệu ứng Hall là hiệu ứng thay đổi điện trở của khối chất khi đặt dưới tác dụng của từ trường."
Cách này rõ ràng là dễ áp dụng thực tế hơn, nhưng có khuyết điểm như tui đã nêu ở trên: điện áp ra không đổi dấu khi i đổi dấu.

[opendoor2507]

Cho nên, theo tui nghĩ, tới thời điểm này, sử dụng Hall effect, như bạn OPD2507 đã post từ đầu, đó là "Nói một cách sơ sơ, thì hiệu ứng Hall là hiệu ứng thay đổi điện trở của khối chất khi đặt dưới tác dụng của từ trường."
Cách này rõ ràng là dễ áp dụng thực tế hơn, nhưng có khuyết điểm như tui đã nêu ở trên: điện áp ra không đổi dấu khi i đổi dấu.

Bác toymaker ạ, cái câu đó của em em nhận em sai hoàn toàn, Hall là phải tạo ra hiệu điện thế khi cho dòng điện đi qua khối chất đặt trong từ trường cơ.
Cái em nói là em nhầm với hiệu ứng từ trở, có nghĩa là từ trường làm thay đổi điện trở của chất.

...và không đổi dấu khi i đổi dấu, (cái biến dòng nhỏ nhỏ đó cũng chỉ đo ampe DC mà thôi).

Sensor hall để đo dòng DC, em thấy nhiều rồi, ngay trong cái kìm kẹp dòng DC bán ở chợ trời đó. Mà bác đo dòng DC thì bác biết rồi đấy, lúc nó là âm, lúc nó là dương mà. Trong các máy đo hiện số phần DC luôn thêm dấu trừ mà. Chỉ có AC là không có âm dương thôi. Vậy muốn đo được I_dc, thì dấu của U_hall phải phụ thuộc chiều dòng điện chớ.
Bác nên đọc kỹ các tài liệu về hall sensor trên mạng.

[vinhkim]

Sensor hall mua ở đâu vậy các Bác ?Em ở HCM.

[vinhnx]

Các bạn thân mến
Tôi cũng có chút kinh nghiệm trong việc dùng sensor hall trong các ứng dụng liên quan đến việc đo từ trường. Trên thực tế, ở chỗ tôi, sensor hall bé tí ti, có 4 pin, tôi lấy từ ỗ đĩa mềm (bên trong step motor lớn có 3 sensor hall bé xíu) vì chưa mua được trên thị trường VN, hơn nữa không biết sao nó lại hơi đắt khi đặt mua ở nước ngoài.
Cấu tạo của nó hoàn toàn tương đương với một "cầu 4 tử trở", khi ta cho một dòng hằng DC vào khoảng 5mA đi qua hai chân chéo nhau (ví dụ 1,3) thì chân 2,4 sẽ là hai đầu ra đưa vào mạch Khuếch đại vi sai có chỉnh offset để cân bằng cầu và gain vào khoảng vài trăm lần. Khi đó tín hiệu điện áp lối ra tỉ lệ tuyến tính với từ trường kể cả cực tính (N-S).
Đối với nguồn từ đổi cực liên tục do có nguồn gốc từ dòng nuôi AC thì ta cũng có tín hiệu điện áp AC tương tự từ lối ra của mạch Khuếch đại. Tóm lại với mạch như vậy ta hoàn toàn có thể đo được độ lớn cũng như cực tính của từ trường, từ đó tùy vào các ứng dụng cụ thể mà ta có các bước xử lý tiếp theo...
Vài lời đóng góp, chúc các bạn vui vẻ...

[hunterX]

Hiện tại trên thị trường có loại cảm biến hiệu ứng hall nào mà hiệu điện thế ra biến đổi tỷ lệ với từ trường không vậy các bác?