ہال ایفیکٹ سینسرز میں مستقل میگنےٹ کی ضرورت کیوں ہے۔

ہال ایفیکٹ سینسر یا ہال ایفیکٹ ٹرانسڈیوسر ایک مربوط سینسر ہے جو ہال اثر پر مبنی ہے اور ہال عنصر اور اس کے معاون سرکٹ پر مشتمل ہے۔ ہال سینسر صنعتی پیداوار، نقل و حمل اور روزمرہ کی زندگی میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ ہال سینسر کی اندرونی ساخت سے، یا استعمال کے عمل میں، آپ کو معلوم ہوگا کہمستقل مقناطیسکام کرنے کا ایک اہم حصہ ہے۔ ہال سینسر کے لیے مستقل میگیٹس کی ضرورت کیوں ہے؟

سب سے پہلے، ہال سینسر، ہال اثر کے کام کرنے والے اصول سے شروع کریں۔ ہال ایفیکٹ ایک قسم کا برقی مقناطیسی اثر ہے، جسے امریکی ماہر طبیعیات ایڈون ہربرٹ ہال (1855-1938) نے 1879 میں دھاتوں کے کنڈکٹیو میکانزم کا مطالعہ کرتے ہوئے دریافت کیا تھا۔ جب کرنٹ کنڈکٹر سے خارجی مقناطیسی میدان کے سیدھا سے گزرتا ہے، تو کیریئر انحراف کرتا ہے، اور ایک اضافی برقی میدان کرنٹ اور مقناطیسی میدان کی سمت کے لیے کھڑا ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں کنڈکٹر کے دونوں سروں پر ممکنہ فرق ہوتا ہے۔ یہ رجحان ہال اثر ہے، جسے ہال پوٹینشل فرق بھی کہا جاتا ہے۔

ہال ایفیکٹ بنیادی طور پر مقناطیسی میدان میں لورینٹز فورس کی وجہ سے حرکت پذیر چارج شدہ ذرات کا انحراف ہے۔ جب چارج شدہ ذرات (الیکٹران یا سوراخ) ٹھوس مادوں میں محدود ہوتے ہیں، تو یہ انحراف کرنٹ اور مقناطیسی فیلڈ کے لیے کھڑے سمت میں مثبت اور منفی چارجز کے جمع ہونے کا باعث بنتا ہے، اس طرح ایک اضافی ٹرانسورس برقی میدان بنتا ہے۔

ہم جانتے ہیں کہ جب الیکٹران مقناطیسی میدان میں حرکت کرتے ہیں، تو وہ لورینٹز فورس سے متاثر ہوں گے۔ اوپر کی طرح، آئیے پہلے بائیں طرف کی تصویر کو دیکھتے ہیں۔ جب الیکٹران اوپر کی طرف بڑھتا ہے تو اس سے پیدا ہونے والا کرنٹ نیچے کی طرف بڑھتا ہے۔ ٹھیک ہے، آئیے بائیں ہاتھ کے اصول کا استعمال کرتے ہیں، مقناطیسی فیلڈ B کی مقناطیسی سینسنگ لائن (اسکرین میں شاٹ) کو ہاتھ کی ہتھیلی میں گھسنے دیں، یعنی ہاتھ کی ہتھیلی باہر کی طرف ہے، اور چار انگلیاں اس کی طرف کریں۔ موجودہ سمت، یعنی چار پوائنٹ نیچے۔ پھر، انگوٹھے کی سمت الیکٹران کی قوت کی سمت ہے۔ الیکٹرانوں کو دائیں طرف مجبور کیا جاتا ہے، لہذا پتلی پلیٹ میں چارج بیرونی مقناطیسی میدان کے عمل کے تحت ایک طرف جھک جائے گا۔ اگر الیکٹران دائیں طرف جھکتا ہے تو، بائیں اور دائیں طرف ایک ممکنہ فرق بن جائے گا۔ جیسا کہ دائیں طرف کی شکل میں دکھایا گیا ہے، اگر وولٹ میٹر بائیں اور دائیں طرف سے جڑا ہوا ہے، تو وولٹیج کا پتہ چل جائے گا۔ یہ ہال انڈکشن کا بنیادی اصول ہے۔ دریافت شدہ وولٹیج کو ہال انڈسڈ وولٹیج کہا جاتا ہے۔ اگر بیرونی مقناطیسی میدان کو ہٹا دیا جاتا ہے، تو ہال وولٹیج غائب ہو جاتا ہے. اگر کسی تصویر سے نمائندگی کی جائے تو ہال کا اثر درج ذیل شکل کی طرح ہے:

i: موجودہ سمت، B: بیرونی مقناطیسی میدان کی سمت، V: ہال وولٹیج، اور باکس میں چھوٹے نقطوں کو الیکٹران سمجھا جا سکتا ہے۔

ہال سینسر کے کام کرنے والے اصول سے، یہ معلوم کیا جا سکتا ہے کہ ہال ایفیکٹ سینسر ایک فعال سینسر ہے، جس کو کام کرنے کے لیے بیرونی بجلی کی فراہمی اور مقناطیسی میدان کی ضرورت ہوتی ہے۔ چھوٹے حجم، ہلکے وزن، کم بجلی کی کھپت اور سینسر کے استعمال میں آسان استعمال کی ضروریات کو مدنظر رکھتے ہوئے، بیرونی مقناطیسی میدان کی فراہمی کے لیے پیچیدہ برقی مقناطیس کے بجائے ایک سادہ مستقل مقناطیس استعمال کیا جاتا ہے۔ مزید یہ کہ مستقل میگنےٹ کی اہم چار اقسام میں،SmCoاورNdFeB نایاب زمینمیگنےٹس میں اعلی مقناطیسی خصوصیات اور مستحکم کام کرنے کی استحکام جیسے فوائد ہیں، جو اعلی کارکردگی کے ہال ایفیکٹ ٹرانسڈیوسر یا سینسر کو درستگی، حساسیت اور قابل اعتماد پیمائش تک پہنچنے کے قابل بنا سکتے ہیں۔ لہذا NdFeB اور SmCo زیادہ استعمال کرتے ہیں۔ہال اثر ٹرانسڈیوسر میگنےٹ.