Hallsensoren werden häufig in modernen elektronischen Steuerungssystemen verwendet, die in verschiedenen Arten von Geräten installiert sind (Foto unten).
Mit ihrer Hilfe ist es möglich, eine Reihe von Funktionen zu implementieren, die die Arbeit mit Geräten und Maschinen erleichtern. Daher ist es so wichtig zu verstehen, was sie sind und das Funktionsprinzip zu verstehen.
Arbeitsprinzip
Hallsensoren (oder Positionssensoren) sind empfindliche Elemente, die auf die Stärke des auf sie einwirkenden Magnetfelds reagieren. Es ist bequemer, ihre Arbeit in Form einer Reihe von Zuständen darzustellen, die nachstehend beschrieben werden:
- Wenn ein elektrischer Strom durch die Sensorplatte fließt, bewegen sich Elektronen in ihrem leitenden Körper in einer geraden Linie (entlang der Längsachse).
- Wenn ein äußeres Magnetfeld darauf einwirkt, werden die Ladungen nach dem Lorentzschen Gesetz durch Querkräfte beeinflusst.
- In diesem Fall werden die negativ geladenen Teilchen zu einer Seite der Platte abgelenkt, und die an ihrer Stelle verbleibenden Löcher sammeln sich auf der anderen an.
- Dies erzeugt eine Potentialdifferenz an den Seitenflächen des Sensors.
- Sie ist direkt proportional zur Stärke des angelegten Magnetfeldes.
Weitere Informationen: Experten interpretieren diesen Effekt kurz wie folgt: Wenn ein Leiter mit konstantem Strom in ein externes Magnetfeld gelegt wird, tritt darin eine transversale Potentialdifferenz auf.
Letzteres wird als Hall-Spannung bezeichnet, die dazu dient, die Größe des von außen angelegten Feldes abzuschätzen.
Arten und Anwendungsbereiche
Es gibt zwei Arten Hallsensoren: digital und analog. Erstere reagieren auf das Vorhandensein oder Fehlen eines Magnetfeldes. Wenn seine Intensität einen bestimmten Wert erreicht, erzeugt der Sensor ein Signal ("Eins"). Wenn der Grenzwert nicht erreicht wird, wird er als Abwesenheit oder Nullpegel zu den Nachteilen von Sensoren wahrgenommen Von diesem Typ haben sie eine Totzone, in der der für den Benutzer interessante Parameter nicht ist kontrolliert. Der analoge Sensor arbeitet nach einem linearen Prinzip und wandelt die Magnetfeldstärke kontinuierlich in eine Potentialdifferenz um.
Die Liste der möglichen Anwendungen des Hall-Effekts ist ziemlich lang. Auf dieser Basis hergestellte Sensoren werden in einer Vielzahl von Geräten eingesetzt, bei denen die Intensität des E / M-Feldes und die Stärke des Stroms im Leiter gemessen und gesteuert werden müssen. Im Gegensatz zu anderen Zählertypen (z. B. Stromwandler) messen sie auch Gleichstrom. Der Hall-Effekt ist in Elektromotoren und in der Automobilelektronik (insbesondere in Zündsystemen) weit verbreitet.
Praktisches Beispiel
Der einfachste Hallsensor, der in einer der möglichen Versionen vorgestellt wird, besteht aus folgenden Hauptkomponenten:
- Dauermagnet.
- Abschirmrotor mit Arbeitsschlitzen.
- Das Sensorelement selbst mit den Anschlussdrähten (Foto unten).
Der Betrieb einer solchen Vorrichtung basiert auf dem Prinzip, den Magnetfluss durch ein Sieb eines rotierenden Rotors zu leiten. Durch die Größe des erzeugten Stroms kann die Motordrehzahl geschätzt werden.