हॉल इफ़ेक्ट सेंसर में स्थायी चुंबक की आवश्यकता क्यों है?

हॉल इफेक्ट सेंसर या हॉल इफेक्ट ट्रांसड्यूसर हॉल इफेक्ट पर आधारित एक एकीकृत सेंसर है और हॉल तत्व और उसके सहायक सर्किट से बना है। हॉल सेंसर का व्यापक रूप से औद्योगिक उत्पादन, परिवहन और दैनिक जीवन में उपयोग किया जाता है। हॉल सेंसर की आंतरिक संरचना से, या उपयोग की प्रक्रिया में, आप पाएंगे किस्थायी चुंबकएक महत्वपूर्ण कामकाजी हिस्सा है. हॉल सेंसर के लिए स्थायी चुम्बकों की आवश्यकता क्यों है?

सबसे पहले, हॉल सेंसर, हॉल इफेक्ट के कार्य सिद्धांत से शुरू करें। हॉल इफ़ेक्ट एक प्रकार का विद्युत चुम्बकीय प्रभाव है, जिसकी खोज अमेरिकी भौतिक विज्ञानी एडविन हर्बर्ट हॉल (1855-1938) ने 1879 में धातुओं के प्रवाहकीय तंत्र का अध्ययन करते समय की थी। जब करंट बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत कंडक्टर से होकर गुजरता है, तो वाहक विक्षेपित हो जाता है, और वर्तमान और चुंबकीय क्षेत्र की दिशा के लंबवत एक अतिरिक्त विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होगा, जिसके परिणामस्वरूप कंडक्टर के दोनों सिरों पर संभावित अंतर होगा। यह घटना हॉल प्रभाव है, जिसे हॉल संभावित अंतर भी कहा जाता है।

हॉल प्रभाव अनिवार्य रूप से चुंबकीय क्षेत्र में लोरेंत्ज़ बल के कारण गतिमान आवेशित कणों का विक्षेपण है। जब आवेशित कण (इलेक्ट्रॉन या छिद्र) ठोस पदार्थों में सीमित हो जाते हैं, तो यह विक्षेपण धारा और चुंबकीय क्षेत्र की लंबवत दिशा में सकारात्मक और नकारात्मक आवेशों के संचय की ओर ले जाता है, जिससे एक अतिरिक्त अनुप्रस्थ विद्युत क्षेत्र बनता है।

हम जानते हैं कि जब इलेक्ट्रॉन चुंबकीय क्षेत्र में चलते हैं, तो वे लोरेंत्ज़ बल से प्रभावित होंगे। जैसा कि ऊपर बताया गया है, आइए सबसे पहले बाईं ओर की तस्वीर देखें। जब इलेक्ट्रॉन ऊपर की ओर बढ़ता है, तो उससे उत्पन्न धारा नीचे की ओर बढ़ती है। ठीक है, चलो बाएं हाथ के नियम का उपयोग करें, चुंबकीय क्षेत्र बी की चुंबकीय संवेदन रेखा (स्क्रीन में शॉट) को हाथ की हथेली में घुसने दें, यानी हाथ की हथेली बाहर की ओर है, और चार अंगुलियों को इंगित करें वर्तमान दिशा, यानी चार अंक नीचे। फिर, अंगूठे की दिशा इलेक्ट्रॉन की बल दिशा है। इलेक्ट्रॉनों को दाईं ओर मजबूर किया जाता है, इसलिए बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की कार्रवाई के तहत पतली प्लेट में चार्ज एक तरफ झुक जाएगा। यदि इलेक्ट्रॉन दाईं ओर झुकता है, तो बाईं और दाईं ओर एक संभावित अंतर बन जाएगा। जैसा कि दाईं ओर के चित्र में दिखाया गया है, यदि वोल्टमीटर को बाईं और दाईं ओर से जोड़ा जाता है, तो वोल्टेज का पता लगाया जाएगा। यह हॉल इंडक्शन का मूल सिद्धांत है। ज्ञात वोल्टेज को हॉल प्रेरित वोल्टेज कहा जाता है। यदि बाहरी चुंबकीय क्षेत्र हटा दिया जाता है, तो हॉल वोल्टेज गायब हो जाता है। यदि किसी छवि द्वारा दर्शाया जाए, तो हॉल प्रभाव निम्नलिखित चित्र जैसा होगा:

i: वर्तमान दिशा, B: बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की दिशा, V: हॉल वोल्टेज, और बॉक्स में छोटे बिंदुओं को इलेक्ट्रॉन माना जा सकता है।

हॉल सेंसर के कार्य सिद्धांत से यह पता चलता है कि हॉल इफेक्ट सेंसर एक सक्रिय सेंसर है, जिसे काम करने के लिए बाहरी बिजली आपूर्ति और चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है। सेंसर के अनुप्रयोग में छोटी मात्रा, हल्के वजन, कम बिजली की खपत और सुविधाजनक उपयोग की आवश्यकताओं को ध्यान में रखते हुए, बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की आपूर्ति के लिए एक जटिल विद्युत चुंबक के बजाय एक साधारण स्थायी चुंबक का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, मुख्य रूप से चार प्रकार के स्थायी चुम्बक होते हैं,एस.एम.सी.ओऔरएनडीएफईबी दुर्लभ पृथ्वीमैग्नेट में उच्च चुंबकीय गुण और स्थिर कार्य स्थिरता जैसे फायदे हैं, जो सटीकता, संवेदनशीलता और विश्वसनीय माप तक पहुंचने के लिए उच्च प्रदर्शन हॉल प्रभाव ट्रांसड्यूसर या सेंसर को सक्षम कर सकते हैं। इसलिए एनडीएफईबी और एसएमसीओ का अधिक उपयोग होता हैहॉल प्रभाव ट्रांसड्यूसर मैग्नेट.