Aplicacions de sensors Hall
El 1879, mentre treballava en la seva tesi doctoral a la Universitat Johns Hopkins, el físic nord-americà Edwin Herbert Hall va realitzar un experiment amb una placa d'or. Va fer passar un corrent per la placa posant la mateixa placa sobre el vidre i, a més, la placa estava sotmesa a l'acció d'un camp magnètic dirigit perpendicularment al seu pla i, en conseqüència, perpendicular al corrent.
Per ser justos, cal assenyalar que en aquest moment Hall es va dedicar a resoldre la qüestió de si la resistència de la bobina per la qual passa el corrent depèn de la presència al seu costat. imant permanent, i dins d'aquest treball els científics han dut a terme milers d'experiments. Com a resultat de l'experiment de la placa d'or, es va trobar una certa diferència de potencial a les vores laterals de la placa.
Aquesta tensió s'anomena tensió de Hall... El procés es pot descriure aproximadament de la següent manera: la força de Lorentz fa que s'acumuli una càrrega negativa prop d'una vora de la placa i una de positiva prop de la vora oposada.La relació entre la tensió Hall resultant i el valor del corrent longitudinal és una característica del material del qual està fet un determinat element Hall, i aquest valor s'anomena "resistència Hall".
L'efecte Hall serveix com un mètode bastant precís per determinar el tipus de portadors de càrrega (forat o electró) en un semiconductor o metall.
A partir de l'efecte Hall, ara produeixen sensors Hall, dispositius per mesurar la força d'un camp magnètic i determinar la força d'un corrent en un cable. A diferència dels transformadors de corrent, els sensors Hall també permeten mesurar el corrent continu. Per tant, les àrees d'aplicació del sensor d'efecte Hall són generalment força extenses.
Com que la tensió Hall és petita, és lògic que els terminals de tensió Hall estiguin connectats amplificador operacional... Per connectar-se als nodes digitals, el circuit es complementa amb un disparador de Schmitt i s'obté un dispositiu de llindar, que s'activa a un determinat nivell de força del camp magnètic. Aquests circuits s'anomenen interruptors Hall.
Sovint, un sensor Hall s'utilitza juntament amb un imant permanent i s'activa quan l'imant permanent s'acosta al sensor dins d'una certa distància predeterminada.
Els sensors Hall són força comuns en motors elèctrics sense escombretes o vàlvules (servomotors), on els sensors s'instal·len directament a l'estator del motor i actuen com a sensor de posició del rotor (RPR) que proporciona retroalimentació sobre la posició del rotor, de manera similar a un col·lector al col·lector. motor de corrent continu.
En fixar un imant permanent a l'eix, aconseguim un simple comptador de revolucions i, de vegades, l'efecte de blindatge de la pròpia part ferromagnètica sobre el flux magnètic de imant permanent... El flux magnètic a partir del qual els sensors Hall solen activar-se és de 100-200 Gauss.
Fabricats per la indústria electrònica moderna, els sensors Hall de tres fils tenen un transistor n-p-n de col·lector obert al seu paquet. Sovint, el corrent a través del transistor d'aquest sensor no ha de superar els 20 mA, per tant, per connectar una càrrega potent, cal instal·lar un amplificador de corrent.
El camp magnètic d'un conductor de corrent no sol ser prou fort per activar un sensor Hall, ja que la sensibilitat d'aquests sensors és d'1-5 mV / G i, per tant, per mesurar corrents febles, s'enrotlla un conductor de corrent. un nucli toroidal amb buit i un sensor Hall ja està instal·lat al buit... Així que amb un espai d'1,5 mm, la inducció magnètica ara serà de 6 Gs / A.
Per mesurar corrents superiors a 25 A, el conductor de corrent passa directament a través del nucli toroidal. El material del nucli pot ser alcífer o ferrita si es mesura corrent d'alta freqüència.
Alguns motors de raig iònic funcionen sobre la base de l'efecte Hall i funcionen de manera molt eficient.
L'efecte Hall és la base de les brúixoles electròniques dels telèfons intel·ligents moderns.