Els sensors Hall es basen en l'efecte Hall. L'efecte Hall és un mètode bàsic per estudiar les propietats dels materials semiconductors. El coeficient Hall mesurat per l'experiment d'efecte Hall pot determinar paràmetres importants com el tipus de conductivitat, la concentració de portadors i la mobilitat dels portadors dels materials semiconductors.
Classificació
Els sensors Hall es divideixen en sensors Hall lineals i sensors Hall de commutació.
1. El sensor Hall lineal consta d'un element Hall, un amplificador lineal i un seguidor d'emissor, i emet una quantitat analògica.
2. El sensor Hall de tipus commutador està compost d'un regulador de voltatge, un element Hall, un amplificador diferencial, un disparador de Schmitt i una etapa de sortida, i emet quantitats digitals.
Els elements fets de materials semiconductors basats en l'efecte Hall s'anomenen elements Hall. Tenen els avantatges de ser sensibles als camps magnètics, d'estructura simple, de mida petita, d'àmplia resposta de freqüència, d'alta variació de voltatge de sortida i d'una llarga vida útil. Per tant, s'han utilitzat àmpliament en els camps de la mesura, l'automatització, la informàtica i la tecnologia de la informació.
Maplicació principal
Els sensors d'efecte Hall s'utilitzen àmpliament com a sensors de posició, mesura de velocitat de rotació, interruptors de límit i mesura de flux. Alguns dispositius funcionen basant-se en l'efecte Hall, com ara els sensors de corrent d'efecte Hall, els interruptors de fulla d'efecte Hall i els sensors de força de camp magnètic d'efecte Hall. A continuació, es descriuen principalment el sensor de posició, el sensor de velocitat de rotació i el sensor de temperatura o pressió.
1. Sensor de posició
Els sensors d'efecte Hall s'utilitzen per detectar el moviment de lliscament. En aquest tipus de sensor hi haurà un espai controlat estretament entre l'element Hall i l'imant, i el camp magnètic induït canviarà a mesura que l'imant es mou endavant i endarrere a l'espai fix. Quan l'element és a prop del pol nord, el camp serà negatiu, i quan l'element és a prop del pol sud, el camp magnètic serà positiu. Aquests sensors també s'anomenen sensors de proximitat i s'utilitzen per a un posicionament precís.
2. Sensor de velocitat
En la detecció de velocitat, el sensor d'efecte Hall es col·loca fixament mirant cap a l'imant giratori. Aquest imant giratori genera el camp magnètic necessari per fer funcionar el sensor o l'element Hall. La disposició dels imants giratoris pot variar, depenent de la conveniència de l'aplicació. Algunes d'aquestes disposicions són muntant un sol imant a l'eix o al cub o utilitzant imants d'anell. El sensor Hall emet un pols de sortida cada vegada que mira cap a l'imant. A més, aquests polsos són controlats pel processador per determinar i mostrar la velocitat en RPM. Aquests sensors poden ser sensors de sortida digitals o analògics lineals.
3. Sensor de temperatura o pressió
Els sensors d'efecte Hall també es poden utilitzar com a sensors de pressió i temperatura, aquests sensors es combinen amb un diafragma deflector de pressió amb imants adequats, i el conjunt magnètic de la manxa acciona l'element d'efecte Hall d'anada i tornada.
En el cas de la mesura de pressió, les manxes estan subjectes a expansió i contracció. Els canvis a les manxes fan que el conjunt magnètic s'acosti a l'element d'efecte Hall. Per tant, la tensió de sortida resultant és proporcional a la pressió aplicada.
En el cas de les mesures de temperatura, el conjunt de la manxa es segella amb un gas amb característiques d'expansió tèrmica conegudes. Quan la cambra s'escalfa, el gas de l'interior de la manxa s'expandeix, cosa que fa que el sensor generi un voltatge proporcional a la temperatura.
Data de publicació: 16 de novembre de 2022