Hall sensor applikationer
I 1879, mens han arbejdede på sin doktorafhandling ved Johns Hopkins University, udførte den amerikanske fysiker Edwin Herbert Hall et eksperiment med en guldplade. Han førte en strøm gennem pladen ved at placere selve pladen på glasset, og desuden blev pladen udsat for påvirkningen af et magnetfelt rettet vinkelret på dens plan og følgelig vinkelret på strømmen.
Retfærdigvis skal det bemærkes, at Hall på dette tidspunkt var engageret i at løse spørgsmålet om, hvorvidt modstanden af spolen, gennem hvilken strømmen løber, afhænger af tilstedeværelsen ved siden af den permanent magnet, og inden for dette arbejde har videnskabsmænd udført tusindvis af eksperimenter. Som et resultat af guldpladeeksperimentet blev der fundet en vis potentialforskel ved pladens sidekanter.
Denne spænding kaldes Hall-spændingen... Processen kan groft beskrives som følger: Lorentz-kraften får en negativ ladning til at akkumulere nær den ene kant af pladen, og en positiv nær den modsatte kant.Forholdet mellem den resulterende Hall-spænding og værdien af den langsgående strøm er en karakteristik af det materiale, som et bestemt Hall-element er lavet af, og denne værdi kaldes «Hall-modstanden».
Hall-effekten tjener som en ret præcis metode til at bestemme typen af ladningsbærere (hul eller elektron) i en halvleder eller metal.
Baseret på Hall-effekten producerer de nu Hall-sensorer, enheder til at måle styrken af et magnetfelt og bestemme styrken af en strøm i en ledning. I modsætning til strømtransformatorer gør Hall-sensorer det muligt også at måle jævnstrøm. Således er anvendelsesområderne for Hall-effektsensoren generelt ret omfattende.
Da Hall-spændingen er lille, er det kun logisk, at Hall-spændingsterminalerne er tilsluttet operationsforstærker… For at forbinde til digitale knudepunkter suppleres kredsløbet med en Schmitt-trigger, og der opnås en tærskelanordning, som udløses ved et givet niveau af magnetfeltstyrke. Sådanne kredsløb kaldes Hall-switche.
Ofte bruges en Hall-sensor i forbindelse med en permanent magnet og udløses, når den permanente magnet nærmer sig sensoren inden for en bestemt forudbestemt afstand.
Hall-sensorer er ret almindelige i børsteløse eller ventilelektriske motorer (servomotorer), hvor sensorerne er installeret direkte på motorstatoren og fungerer som en rotorpositionssensor (RPR), der giver feedback på rotorpositionen, svarende til en kollektor i kollektor DC motor.
Ved at fastgøre en permanent magnet på akslen får vi en simpel omdrejningstæller, og nogle gange den afskærmende effekt af selve den ferromagnetiske del på den magnetiske flux af permanent magnet… Den magnetiske flux, hvorfra Hall-sensorer typisk udløses, er 100-200 Gauss.
Fremstillet af den moderne elektronikindustri, tre-leder Hall-sensorer har en åben-kollektor n-p-n transistor i deres pakke. Ofte bør strømmen gennem transistoren af en sådan sensor ikke overstige 20 mA, derfor er det nødvendigt at installere en strømforstærker for at tilslutte en kraftig belastning.
Magnetfeltet i en strømførende leder er normalt ikke stærkt nok til at udløse en Hall-sensor, da følsomheden af sådanne sensorer er 1-5 mV/G, og derfor, for at måle svage strømme, er en strømførende leder viklet på en ringkerne med mellemrum og en Hall-sensor er allerede installeret i mellemrummet ... Så med et mellemrum på 1,5 mm vil den magnetiske induktion nu være 6 Gs / A.
Til måling af strømme over 25 A passerer strømlederen direkte gennem den toroidale kerne. Kernematerialet kan være alcifer eller ferrit, hvis det måles højfrekvent strøm.
Nogle ion-jet-motorer arbejder ud fra Hall-effekten og arbejder meget effektivt.
Hall-effekten er grundlaget for elektroniske kompasser i moderne smartphones.