Hall-sensorer er basert på Hall-effekten. Hall-effekten er en grunnleggende metode for å studere egenskapene til halvledermaterialer. Hall-koeffisienten målt ved Hall-effekt-eksperimentet kan bestemme viktige parametere som konduktivitetstype, bærerkonsentrasjon og bærermobilitet i halvledermaterialer.
Klassifikasjon
Hallsensorer er delt inn i lineære Hall-sensorer og svitsjende Hall-sensorer.
1. Lineær Hall-sensor består av Hall-element, lineær forsterker og emitterfølger, og sender ut analoge mengder.
2. Hall-sensoren av brytertypen består av en spenningsregulator, et Hall-element, en differensialforsterker, en Schmitt-trigger og et utgangstrinn, og sender ut digitale mengder.
Elementer laget av halvledermaterialer basert på Hall-effekten kalles Hall-elementer. De har fordelene ved å være følsomme for magnetfelt, enkle i struktur, små i størrelse, bred frekvensrespons, store variasjoner i utgangsspenning og lang levetid. Derfor har de blitt mye brukt innen måling, automatisering, databehandling og informasjonsteknologi.
Main-applikasjon
Hall-effektsensorer er mye brukt som posisjonssensorer, rotasjonshastighetsmåling, grensebrytere og strømningsmåling. Noen enheter fungerer basert på Hall-effekten, for eksempel Hall-effektstrømsensorer, Hall-effektbladbrytere og Hall-effektmagnetfeltstyrkesensorer. Deretter beskrives hovedsakelig posisjonssensoren, rotasjonshastighetssensoren og temperatur- eller trykksensoren.
1. Posisjonssensor
Hall-effektsensorer brukes til å registrere glidende bevegelse. I denne typen sensorer vil det være et nøye kontrollert gap mellom hall-elementet og magneten, og det induserte magnetfeltet vil endre seg når magneten beveger seg frem og tilbake ved det faste gapet. Når elementet er nær nordpolen, vil feltet være negativt, og når elementet er nær sydpolen, vil magnetfeltet være positivt. Disse sensorene kalles også nærhetssensorer og brukes til presis posisjonering.
2. Hastighetssensor
Ved hastighetsmåling er Hall-effektsensoren plassert fast vendt mot den roterende magneten. Denne roterende magneten genererer magnetfeltet som kreves for å betjene sensoren eller Hall-elementet. Plasseringen av de roterende magnetene kan variere, avhengig av hvor praktisk applikasjonen er. Noen av disse arrangementene er ved å montere en enkelt magnet på akselen eller navet, eller ved å bruke ringmagneter. Hall-sensoren sender ut en utgangspuls hver gang den vender mot magneten. I tillegg styres disse pulsene av prosessoren for å bestemme og vise hastigheten i o/min. Disse sensorene kan være digitale eller lineære analoge utgangssensorer.
3. Temperatur- eller trykksensor
Hall-effektsensorer kan også brukes som trykk- og temperatursensorer. Disse sensorene kombineres med en trykkavbøyende membran med passende magneter, og den magnetiske enheten i belgen aktiverer Hall-effektelementet frem og tilbake.
Ved trykkmåling er belgen utsatt for utvidelse og sammentrekning. Endringer i belgen fører til at den magnetiske enheten beveger seg nærmere Hall-effektelementet. Derfor er den resulterende utgangsspenningen proporsjonal med det påførte trykket.
Ved temperaturmålinger er belgaggregatet forseglet med en gass med kjente termiske ekspansjonsegenskaper. Når kammeret varmes opp, utvider gassen inne i belgen seg, noe som fører til at sensoren genererer en spenning proporsjonal med temperaturen.
Publisert: 16. november 2022