Консультация № 187293
23.04.2013, 02:52
135.37 руб.
08.05.2013, 08:14
0 14 1
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:

Купил датчик Холла и пытаюсь померить магнитное поле. Подключил по прилагаемой схеме, на постоянном магните все адекватно показывает, только в каких-то своих попугаях. Как мне эти попугаи перевести в Тл?

http://www.chipdip.ru/product/ss495a/ (см. тут) - это тот самый купленный датчик Холла, там еще какие-то диаграммы есть, возможно надо по ним как то.

И я правильно понимаю, что датчик Холла надо всегда ориентировать перпендикулярно линиям магнитного поля, т.е. ориентация влияет на результаты измерения?

Для примера приведу реальные цифры: батарейка крона дает около 9В на вход, на выходе снимаю 4.5В без поля и скажем 4.57В с полем. Сколько это будет в Теслах?

Спасибо.

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
17387
18353
23.04.2013, 07:30
общий
Здравствуйте!

Обратите, пожалуйста, внимание на консультацию, перенесённую из другого раздела портала.

С уважением.
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7464
23.04.2013, 10:58
общий
Поизучайте страницу ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Холла и далее по ссылкам оттуда.
Неизвестный
23.04.2013, 11:49
общий
Владимир, спасибо. Видимо надо использовать эту постоянную Холла, которая называется в документации sensitivity с типичным значением 3.125 mV/Gauss, т.е. в моем случае изменение напряжение было на 70мВ, значит это приблизительно 0,00224 Тл. Вопрос можно было бы считать закрыты, если подскажете про ориентацию датчика. Его показания зависят от ориентации относительно направления силовых линий магнитного поля.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7464
24.04.2013, 18:02
общий
Вы правы: sensitivity - переводится как чувствительность. Для понимания сути эффекта полезно отличать "постоянную Холла" (теоретическое понятие) от sensitivity - параметр, используемый на практике для конкретно-выбранной модели датчика (уже с учётом материала, конструкции и технологии).

"Сколько это будет в Теслах?" - Тесла - крупная единица измерения. На ru.wikipedia.org/wiki/Гаусс 1 Гс = 100 мкТл; 1 Тл = 104 Гс.

"про ориентацию датчика" - Конечно, "Его показания зависят от ориентации". На web.archive.org/web/20080120010611/www.effects.ru/science/72/index.htm конкретно обозначено: "Максимальное значение UH принимает при совпадении вектора В с нормалью к пластинке". Если угол ориентации датчика отличается от 90°, то показания будут пропорциональны синусу этого угла (макси-значение при 90°, макси-инверсия - при -90°).

Самое массовое применение Датчиков Холла - в Автомобилестроении (это моё личное мнение). Бесконтактный датчик тока использует уникальную способность эффекта Холла измерять большой постоянный ток без потери мощности на измерительных шунтах. Могу выслать Вам "ЭлОборудов автомобиля.pdf", если укажете свой mail-адрес. В файле 1,4МБ кратко описано применение разных типов Датчиков Холла и их отличия.
Неизвестный
25.04.2013, 01:00
общий
Откалибровать можно так: один виток любого изолированного провода — калибровочный. Его выводы через реостат и амперметр подсоединены к источнику постоянного тока. Если ток Iк в калибровочном витке известен, то магнитную индукцию в центре витка можно найти по формуле, известной из учебников общей физики: В=μо*Ik/D, где D — диаметр витка, μо=1,26*10-6Гн*м-1 магнитная постоянная. Ответ в Тесла.
Неизвестный
25.04.2013, 11:50
общий
о. кстати, вариант. спасибо.

с ориентацией датчика вчера провел эксперимент, действительно есть зависимость от расположения. поэтому надо учитывать при ориентации. вопрос можно закрывать.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7464
25.04.2013, 14:43
общий
Кто-то из экспертов должен оформить Ответ (иначе админ рассылки будет наказан). Я живу на краю страны и не держал в руках Датчик Холла.
Если у Вас есть практический опыт по работе с этим Датчиком и желание написать Ответ, то сообщите о своём решении. Иначе срок действия Вопроса истекает, и ч-з 3 часа мне придётся писать Ответ.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7464
27.04.2013, 07:14
общий
это ответ
Здравствуйте, Андрей Иванович!
Для начала немного теории: "Эффект Холла - явление возникновения поперечной разности потенциалов (называемой также холловским напряжением) при помещении проводника с постоянным током в магнитное поле". На этом эффекте работают многочисленные Датчики Холла, используемые для измерения силы тока в проводнике (в отличие от трансформатора тока, измеряют также и постоянный ток!), напряжённости магнитного поля… Датчики Холла получили очень большое распространение в электродвигателях в роли ДПР (датчика положения ротора).

"Как мне эти попугаи перевести в Тл?" - трудность вызвана неполным соответствием выше-теории (где Эффект Холла связывает 3 величины: Ток, Магнитн индукцию и силу Лоренца) с главным параметром Вашего датчика Sensitivity = 3.1 мВ/Гаусс с неуказанной зависимостью от силы тока. К сожалению, я не имею в наличии этого интересного датчика опробовать его.

Чтобы ответить на Ваш вопрос я скачал по указанной Вами ссылке подробную Технич-ю документацию. Из этого Datasheet.pdf (1110кБ) я скопировал в прилагаемый рис.1 важнейшие характеристики для подключения Вашего Датчика Холла и понимания его принципа действия.

В типовой схеме подключения (на верхнем фрагменте рисунка) мы видим, что Датчик-прибор имеет всего 3 вывода для подключения к внешним цепям (проще не придумаешь!). Собственно датчик HallSensor показан как условный прямоугольник с 2мя выводами эл-питания. Но это - упрощённо-обманчиво! Поскольку на Datasheet-графике "Sensitivity/Volt… Vs (mV/Gauss/Volt" отображена очень слабая зависимость изменения выходного напряжения (на нём напряжение замерено от "Средней точки", а не от минуса питания!) от питающего напряжения Vs, значит, ток HallSensor строго стабилизирован непоказанными на схеме узлами. Это техническое решение очень упрощает практическое использование прибора! Пользователям для расчёта остаётся формула т-ко из 2х переменных параметров:
[$916$]U = B*Sensitivity
, где [$916$]U - смещение выходного напряжения от средней точки, мВ.
B - измеряемая Магнитная индукция в Гауссах.
Sensitivity = 3.1 мВ/Гаусс - константа для данной модели, чувствительность Вашего датчика-прибора (с учётом ЭДС Холла при фиксированном токе ч-з HallSensor , умноженном на Коэфф усиления усилителя Amplifier).
Эта формула наглядно иллюстрируется графиком на нижнем фрагменте рисунка1 из Datasheet.pdf , где при подаче на прибор напряжения питания Us=5 Вольт и отсутствии магнитного поля (0 Гаусс) Выходное напряжение Vout равно 2,5 Вольта (на этом графике напряжение замерено от "минуса" питания, смещение от середины питания 5В/2=2,5В соответствует [$916$]U=0 ).

В Вашем случае "на выходе снимаю 4.5В без поля и скажем 4.57В с полем" [$916$]U=4.57-4.5=0,07В = 70мВ , и тогда искомая Магнитн индукция B=[$916$]U/Sensitivity = 70/3,1= 22,6 Гаусс.

"Сколько это будет в Теслах?" - Тесла - крупная единица измерения. На ru.wikipedia.org/wiki/Гаусс 1 Гс = 100 мкТл; 1 Тл = 104 Гс. Значит, 22,6 Гс = 2260 мкТл = 2,26 мТл.

Используемая Вами "батарейка крона" имеет недостаточно малое внутреннее сопротивление для опытов, изза чего её выходное напряжение нестабильно от подключаемой нагрузки и старения. Чтобы избавиться от этой нестабильности и вычисления [$916$]U как среднй точки, я рекомендую Вам замерять выходное напряжение не от минуса источника, а от искусственной средней точки, полученной делителем напряжения R1…R3, показанным на рисунке1 зелёным цветом. Этот широко-применяемый простой Измерительный мост оч удобен для исследовательских работ, он чувствителен к разбалансу и хорошо защищён от дестабилизирующих факторов.
Вольтметр, подключенный в измерительную диагональ Моста, Вы можете отградуировать в миллиТеслах. Это позволит Вам мгновенно видеть значение магнитного поля без математич-обработки каждого замера!

"я правильно понимаю, что датчик Холла надо всегда ориентировать перпендикулярно линиям магнитного поля"? - жизнь прекрасна, и не надо без нужды загонять себя в угол жёсткими условиями типа "надо всегда". В технических (и не только) решениях бывает мудрым чем-то поступиться ради более важного выигрыша. Главное, что Вы осознаёте: "ориентация влияет на результаты измерения".
На web.archive.org/web/20080120010611/www.effects.ru/science/72/index.htm конкретно обозначено: "Максимальное значение UH принимает при совпадении вектора В с нормалью к пластинке". Если угол ориентации датчика отличается от 90°, то показания будут пропорциональны синусу этого угла (макси-значение при 90°, макси-инверсия - при -90°).

Расширить своё представление о разных моделях Датчиков Холла Вы можете задав поиск-фрагмент Холл в скаченном файле ЭлОборудов автомобиля.pdf (1.43 Mб). Успехов Вам в Познании!
давно
Мастер-Эксперт
259041
7464
28.04.2013, 05:56
общий
Я очередной раз подкорректировал свой Ответ, добавил в него корректор нуля и предложение отградуировать Вольтметр в миллиТеслах. Вы сможете ориентировать свой Датчик под разными углами и мгновенно видеть показания Магнитного поля.
Неизвестный
03.05.2013, 11:15
общий
можно закрывать этот вопрос. спасибо.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7464
03.05.2013, 14:27
общий
Вы можете не беспокоиться. Программа сайта https://rfpro.ru/ автоматически закрывает вопросы по истечении их срока действия.
Модераторы и Админы могут продлить срок действия вопросов, а авторы вопросов могут поставить оценку за каждый полученный Ответ. Вы не успели вовремя поставить Оценку моему Ответу. Ниже текста Вашего Вопроса давно обозначено "Состояние: Консультация закрыта".
С уважением, Владимир.
Неизвестный
03.05.2013, 22:36
общий
а где можно поставить оценку?
давно
Мастер-Эксперт
259041
7464
04.05.2013, 01:06
общий
Ниже текста Вашего Вопроса читаем: "Состояние: Консультация закрыта". Это значит: Эксперты уже не могут оформлять Ответы, а Вы не можете оценивать их.
В следующий раз, когда Вы зададите Вопрос и получите на него Ответ, успейте оценить его. В завис-ти от Вашей оценки у ответившего эксперта изменится рейтинг.
Как быстро надо поставить Оценку? - Вы увидите опять же ниже текста Вашего Вопроса. Там программа сайта обозначает примерно так: "Консультация активна. До закрытия осталось 2 суток, 13 часов, 5минут".
Подробности см Правила Портала
Неизвестный
04.05.2013, 01:49
общий
понял. спасибо. как раз новый вопрос созрел, чтобы это протестировать)
Форма ответа