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西門子CPU 6ES7215-1BG40-0XB0參數(shù)詳細
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如果有一個長方形的鐵片，如果你把這個鐵片放在磁場里，讓磁場與這個鐵片垂直，然后呢，你在長方形的南北方向通上直流電，然后呢？你會發(fā)現(xiàn)，在長方形的東西方向居然出現(xiàn)了一個電壓——這個額外多出來的電壓就是磁場引起的，叫做霍爾電壓。這個現(xiàn)象，就叫做霍爾效應。
通過霍爾效應，我們可以測出磁場的大小。
因為霍爾電壓是與磁場的強度成正比的。
所以，目前市場上有很多測量磁場強度的磁強計，就是利用霍爾效應的原理做出來的。
霍爾效應是一個經(jīng)典的物理學效應，與量子力學沒有什么關(guān)系。本質(zhì)上，這就是因為帶電粒子在磁場中發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，所以才可以在前面說到的長方形鐵片的東西方向產(chǎn)生出一個霍爾電壓。這沒有什么奇怪的，只要學過高中物理的同學，都可以理解這個霍爾電壓的來歷。
霍爾電壓一般不大，為什么？因為我們生活中的磁場都不強，所以用這個霍爾效應來檢測磁場強度的時候，往往要設(shè)計一些放大電路，才可以測量到。
另外，霍爾效應后來在量子力學中也被借鑒。所謂的量子霍爾效應還是得諾貝爾物理獎的，分數(shù)量子霍爾效應也是得諾貝爾物理獎的。這個量子的東西聽起來很神秘很高深，其實從物理現(xiàn)象上來說，它們也是出現(xiàn)了霍爾電壓，只不過在實驗現(xiàn)象上，這個霍爾電壓是臺階狀的，就好像樓梯一樣。
霍爾效應是指給樣品加一個縱向的電場（x軸方向）和一個沿豎直方向的磁場（z軸方向），我們會在橫向得到一個電場（y方向）。對應的電壓叫做霍爾電壓。如圖1所示。
根據(jù)霍爾效應我們可以得到材料體系的一些物理量，比如載流子類型、載流子遷移率、載流子濃度等等。
圖1. 霍爾效應示意圖
背景基礎(chǔ)
由電場力等于洛倫茲力，我們可以得到 qEy = qvB
因此，縱向電流
I = nSqv = nwtqv = nSqE_y/B
對應的電流密度J_x = I/S = nqE_y/B
我們可以定義霍爾系數(shù)
R_H = E_y*j_xB = 1/nq
實驗測量
在實驗上，我們最先得到的是霍爾電壓V_H ( 即Vy )，進一步便可以得到霍爾電阻率和霍爾系數(shù)，進而得到樣品的載流子濃度。
霍爾效應之外
經(jīng)典的霍爾效應可以讓我們獲得一些關(guān)于材料性質(zhì)的物理量?；魻柋救嗽诋斈臧l(fā)現(xiàn)了霍爾效應之后不久，便發(fā)現(xiàn)了鐵磁性材料的反?；魻栃?，這種效應中觀察到的霍爾電壓要比正?；魻栃蟮亩?。
近一個世紀之后，人們又發(fā)現(xiàn)了量子世界中的霍爾效應，即量子霍爾效應。我國科學家薛其坤老師又在2013年發(fā)現(xiàn)了反常量子霍爾效應。除此之外，還有熱霍爾效應，自旋霍爾效應等等許多。直到現(xiàn)在，關(guān)于不同霍爾效應的研究還是科研中的熱點?？梢哉f，霍爾效應的研究在某種程度上見證了近現(xiàn)代物理學或者說新型材料物理的發(fā)展。
霍爾效應的應用
霍爾效應在生活中也有很多的應用，我們可以利用霍爾效應做成各種傳感器或者各種功能性器件，例如磁場探測器、磁流體發(fā)電、電磁無損探傷、汽車的點火系統(tǒng)等等
內(nèi)部計數(shù)器用來對PLC的內(nèi)部映像寄存器(X，Y，M，S)提供的信號計數(shù)，計數(shù)脈沖為ON或OFF的持續(xù)時間，應大于PLC的掃描周期，其響應速度通常小于數(shù)十赫茲。
1．16位加計數(shù)器
16位加計數(shù)器的設(shè)定值為l～32767。圖3–13給出了加計數(shù)器的工作過程，圖中X10的常開觸點接通后，C0被復位，它對應的位存儲單元被置0，它的常開觸點斷開，常閉觸點接通，同時其計數(shù)當前值被置為0。X11用來提供計數(shù)輸入信號，當計數(shù)器的復位輸入電路斷開，計數(shù)輸入電路由斷開變?yōu)榻油?/span>(即計數(shù)脈沖的上升沿)時，計數(shù)器的當前值加1。在5個計數(shù)脈沖之后，C0的當前值等于設(shè)定值5，它對應的位存儲單元的內(nèi)容被置1，其常開觸點接通，常閉觸點斷開。再來計數(shù)脈沖時當前值不變，直到復位輸入電路接通，計數(shù)器的當前值被置為0。計數(shù)器也可以通過數(shù)據(jù)寄存器來設(shè)定值。
具有電池后備/鎖存功能的計數(shù)器在電源斷電時可保持其狀態(tài)信息，重新送電后能立即按斷電時的狀態(tài)恢復工作。
2．32位雙向計數(shù)器
32位雙向計數(shù)器C200～C234的的設(shè)定值為–2 147 483 648～+2 147 483 647，其加/減計數(shù)方式由特殊輔助繼電器M8200～M8234設(shè)定，對應的特殊輔助繼電器為ON時，為減計數(shù)，反之為加計數(shù)。
32位計數(shù)器的設(shè)定值除了可由常數(shù)K設(shè)定外，還可以通過數(shù)據(jù)寄存器來設(shè)定，32位設(shè)定值存放在元件號相連的兩個數(shù)據(jù)寄存器中。如果的是D0，則設(shè)定值存放在D1和D0中。圖3–14中C200的設(shè)定值為5，在加計數(shù)時，若計數(shù)器的當前值由4–5，計數(shù)器的輸出觸點ON，當前值≥5時，輸出觸點仍為ON。當前值由5–4時，輸出觸點OFF，當前值≤4時，輸出觸點仍為OFF。
計數(shù)器的當前值在最大值2 147 483 647時加1，將變?yōu)樽钚≈?/span>–2 147 483 648，類似地，當前值–2 147 483 648減1時，將變?yōu)樽畲笾?/span>2 147 483 647，這種計數(shù)器稱為“環(huán)形計數(shù)器"。
圖3–14中復位輸入X13的常開觸點接通時，C200被復位，其常開觸點斷開，常閉觸點接通，當前值被置為如果使用電池后備/鎖存計數(shù)器，在電源中斷時，計數(shù)器停止計數(shù)，并保持計數(shù)當前值不變，電源再次接通后在當前值的基礎(chǔ)上繼續(xù)計數(shù)，因此電池后備/鎖存計數(shù)器可累計計數(shù)。
