Hall-sensoren worden veel gebruikt in moderne elektronische regelsystemen die in verschillende soorten apparatuur zijn geïnstalleerd (foto hieronder).
Met hun hulp is het mogelijk om een aantal functies te realiseren die het werken met apparaten en machines vergemakkelijken. Daarom is het zo belangrijk om te begrijpen wat ze zijn en om het werkingsprincipe te begrijpen.
Werkingsprincipe
Hall-sensoren (of positiesensoren) zijn gevoelige elementen die reageren op de grootte van het magnetische veld dat erop inwerkt. Het is handiger om hun werk weer te geven in de vorm van een reeks staten die hieronder worden beschreven:
- Wanneer een elektrische stroom door de sensorplaat gaat, bewegen elektronen in het geleidende lichaam in een rechte lijn (langs de lengteas).
- Als er een extern magnetisch veld op begint te werken, worden de ladingen volgens de wet van Lorentz beïnvloed door dwarskrachten.
- In dit geval worden negatief geladen deeltjes naar de ene kant van de plaat afgebogen en de gaten die op hun plaats blijven, hopen zich aan de andere kant op.
- Dit creëert een potentiaalverschil op de laterale oppervlakken van de sensor.
- Het is recht evenredig met de sterkte van het aangelegde magnetische veld.
Extra informatie: Deskundigen interpreteren dit effect in het kort als volgt: als een geleider met een constante stroom in een extern magnetisch veld wordt geplaatst, verschijnt daarin een transversaal potentiaalverschil.
Dit laatste wordt de Hall-spanning genoemd, die dient om de grootte van het van buitenaf aangelegde veld te schatten.
Soorten en toepassingsgebieden
Er zijn twee soorten Hall-sensoren: digitaal en analoog. De eerste reageren op de aan- of afwezigheid van een magnetisch veld. Wanneer de intensiteit een bepaald niveau bereikt, genereert de sensor een signaal ("één"). Als de limiet niet wordt bereikt, wordt het gezien als zijn afwezigheid of nulniveau. De nadelen van sensoren dit type omvat de aanwezigheid van een dode zone, waar de parameter van belang voor de gebruiker niet is gecontroleerd. Een analoge sensor werkt volgens een lineair principe en zet de magnetische veldsterkte continu om in een potentiaalverschil.
De lijst met mogelijke toepassingen van het Hall-effect is vrij lang. Sensoren die op basis hiervan zijn gemaakt, worden gebruikt in een verscheidenheid aan apparaten waar het nodig is om de intensiteit van het e / m-veld en de grootte van de stroom in de geleider te meten en te regelen. In tegenstelling tot andere soorten meters (bijvoorbeeld stroomtransformatoren) meten ze ook gelijkstroom. Het Hall-effect wordt veel gebruikt in elektromotoren en in auto-elektronica (in het bijzonder in ontstekingssystemen).
Praktisch voorbeeld
De eenvoudigste Hall-sensor, gepresenteerd in een van de mogelijke versies, bestaat uit de volgende hoofdcomponenten:
- Permanente magneet.
- Afscherming rotor met werkende sleuven.
- Het sensorelement zelf met de geleidingsdraden (foto hieronder).
De werking van een dergelijk apparaat is gebaseerd op het principe van het overbruggen van de magnetische flux door een scherm van een roterende rotor. Door de grootte van de gegenereerde stroom kan het motortoerental worden geschat.