Hall-sensoren zijn gebaseerd op het Hall-effect. Het Hall-effect is een basismethode om de eigenschappen van halfgeleidermaterialen te bestuderen. De Hall-coëfficiënt, gemeten met het Hall-effectexperiment, kan belangrijke parameters bepalen, zoals het geleidingstype, de ladingsdragerconcentratie en de ladingsdragermobiliteit van halfgeleidermaterialen.
Classificatie
Hall-sensoren worden onderverdeeld in lineaire Hall-sensoren en schakelende Hall-sensoren.
1. Een lineaire Hall-sensor bestaat uit een Hall-element, een lineaire versterker en een emittervolger en geeft een analoge grootheid uit.
2. De schakelende Hall-sensor bestaat uit een spanningsregelaar, een Hall-element, een differentiële versterker, een Schmitt-trigger en een uitgangstrap en geeft digitale grootheden uit.
Elementen gemaakt van halfgeleidermaterialen die werken op basis van het Hall-effect, worden Hall-elementen genoemd. Ze hebben de voordelen dat ze gevoelig zijn voor magnetische velden, een eenvoudige structuur hebben, klein van formaat zijn, een brede frequentierespons hebben, een grote variatie in de uitgangsspanning hebben en een lange levensduur hebben. Daarom worden ze veel gebruikt in de meettechniek, automatisering, computertechnologie en informatietechnologie.
Main-applicatie
Hall-effectsensoren worden veel gebruikt als positiesensoren, toerentalsensoren, eindschakelaars en flowmeters. Sommige apparaten werken op basis van het Hall-effect, zoals Hall-effectstroomsensoren, Hall-effectbladschakelaars en Hall-effectmagnetische veldsterktesensoren. Vervolgens worden de positiesensor, toerentalsensor en temperatuur- of druksensor besproken.
1. Positiesensor
Hall-effectsensoren worden gebruikt om schuifbewegingen te detecteren. Bij dit type sensor bevindt zich een nauwkeurig gecontroleerde opening tussen het Hall-element en de magneet. Het geïnduceerde magnetische veld verandert wanneer de magneet heen en weer beweegt over de vaste opening. Wanneer het element zich dicht bij de noordpool bevindt, is het veld negatief, en wanneer het element zich dicht bij de zuidpool bevindt, is het magnetische veld positief. Deze sensoren worden ook wel nabijheidssensoren genoemd en worden gebruikt voor nauwkeurige positionering.
2. Snelheidssensor
Bij snelheidsmeting wordt de Hall-effectsensor vast tegenover de roterende magneet geplaatst. Deze roterende magneet genereert het magnetische veld dat nodig is om de sensor of het Hall-element te laten werken. De opstelling van de roterende magneten kan variëren, afhankelijk van het gemak van de toepassing. Sommige van deze opstellingen bestaan uit de montage van een enkele magneet op de as of naaf, of uit het gebruik van ringmagneten. De Hall-sensor geeft een uitgangspuls af telkens wanneer hij de magneet raakt. Bovendien worden deze pulsen door de processor aangestuurd om de snelheid in RPM te bepalen en weer te geven. Deze sensoren kunnen digitale of lineaire analoge uitgangssensoren zijn.
3. Temperatuur- of druksensor
Hall-effect-sensoren kunnen ook worden gebruikt als druk- en temperatuursensoren. Deze sensoren worden gecombineerd met een drukafbuigend membraan met geschikte magneten. De magnetische constructie van de balg beweegt het Hall-effect-element heen en weer.
Bij drukmeting zijn de balgen onderhevig aan uitzetting en krimp. Veranderingen in de balg zorgen ervoor dat de magnetische constructie dichter bij het Hall-effectelement komt. De resulterende uitgangsspanning is daarom evenredig met de aangelegde druk.
Bij temperatuurmetingen wordt de balgconstructie afgedicht met een gas met bekende thermische uitzettingseigenschappen. Wanneer de kamer wordt verwarmd, zet het gas in de balg uit, waardoor de sensor een spanning genereert die evenredig is met de temperatuur.
Plaatsingstijd: 16-11-2022