Hallový snímač: princip činnosti a aplikace

Hallův efekt dostal své jméno díky učenci E.G. Hollovi, který jej otevřel v roce 1879 při práci s tenkými zlatými deskami. Účinek spočívá ve vzhledu napětí, když je vodivá deska umístěna v magnetickém poli. Toto napětí se nazývá - napětí v síti. Průmyslové využití tohoto efektu bylo možné až 75 let po objevu, kdy se začaly vyrábět polovodičové filmy s určitými vlastnostmi. Objevil se Hallův snímač, jehož princip fungování je založen na stejném účinku. Tento snímač je zařízení pro měření síly magnetického pole. Na jejím základě vzniká řada dalších zařízení: senzory pro úhlový a lineární posun, magnetické pole, proud, průtok atd. Sílový senzor má řadu výhod, díky čemuž se rozšířil. Za prvé bezkontaktní provoz vylučuje mechanické opotřebení. Za druhé, je snadné používat za poměrně nízkou cenu. Za třetí, zařízení je malé velikosti. Za čtvrté, změna frekvence odezvy nevede k posunu samotného momentu měření. Za páté, elektrický signálu snímače Nemá charakter burstu, ale při zapnutí okamžitě získá konstantní hodnotu. Jeho další výhody: přenos signálu bez škytnutí, bezkontaktní charakter samotného přenosu signálu, prakticky neomezená životnost, velký kmitočet atd. Má však své vlastní nevýhody, z nichž hlavní jsou citlivost na elektromagnetické rušení silových obvodů a teplotní změny.

Princip snímače Hall. Sílový snímač je štěrbinový design s polovodičem na jedné straně a permanentním magnetem na straně druhé. Když proud proudí magnetické pole síla působí na elektrony, jejichž vektor je kolmý na proud a pole. Současně se na stranách desky objevuje potenciální rozdíl. V čidle snímače se nachází obrazovka, přes kterou se silové linie uzavírají. Zabraňuje vzniku potenciálního rozdílu na desce. Pokud v mezeře není žádná obrazovka, pak pod působením magnetického pole bude potenciální rozdíl odstraněn z polovodičové desky. Když obrazovka (lopatka rotoru) projde mezerou, indukce na integrovaném mikroobvodu bude nula a na výstupu se objeví napětí.

Snímač Hall a zařízení na něm založená jsou velmi rozšířená v letectví, automobilovém průmyslu, přístrojové technice a mnoha dalších průmyslových odvětvích. Vyrábějí je tak známé společnosti jako Siemens, Micronas Intermetall, Honeywell, Melexis, analogové zařízení a mnoho dalších.

Nejběžnější je tzv. Klíčový snímač Hall, jehož výstup mění logický stav v případě, že magnetické pole překročí určitou hodnotu. Tyto senzory jsou obzvláště široce používány bezkartáčové elektromotory jako a snímače polohy rotor (DPR). Snímače logické haly se používají v synchronizačních zařízeních, zapalovacích systémech, čtečky magnetických karet, klávesy, v bezkontaktních relé atd. Široce používané integrální lineární snímače, které se používají k měření lineárního nebo úhlového posuvu a elektrického proudu.