I sensori Hall si basano sull'effetto Hall. L'effetto Hall è un metodo fondamentale per studiare le proprietà dei materiali semiconduttori. Il coefficiente di Hall misurato dall'esperimento sull'effetto Hall può determinare parametri importanti come il tipo di conduttività, la concentrazione dei portatori e la mobilità dei portatori dei materiali semiconduttori.
Classificazione
I sensori Hall si dividono in sensori Hall lineari e sensori Hall di commutazione.
1. Il sensore Hall lineare è costituito da un elemento Hall, un amplificatore lineare e un inseguitore di emettitore e fornisce in uscita una quantità analogica.
2. Il sensore Hall di tipo a commutazione è composto da un regolatore di tensione, un elemento Hall, un amplificatore differenziale, un trigger di Schmitt e uno stadio di uscita e fornisce in uscita grandezze digitali.
Gli elementi realizzati in materiali semiconduttori basati sull'effetto Hall sono chiamati elementi Hall. Presentano i vantaggi di essere sensibili ai campi magnetici, di struttura semplice, di dimensioni ridotte, di un'ampia risposta in frequenza, di una grande variazione della tensione di uscita e di una lunga durata. Per questo motivo, sono ampiamente utilizzati nei settori della misurazione, dell'automazione, dell'informatica e delle tecnologie dell'informazione.
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I sensori a effetto Hall sono ampiamente utilizzati come sensori di posizione, misuratori di velocità, interruttori di finecorsa e misuratori di portata. Alcuni dispositivi funzionano basandosi sull'effetto Hall, come i sensori di corrente a effetto Hall, gli interruttori a foglia a effetto Hall e i sensori di intensità di campo magnetico a effetto Hall. Di seguito, vengono descritti principalmente i sensori di posizione, i sensori di velocità e i sensori di temperatura o pressione.
1. Sensore di posizione
I sensori a effetto Hall vengono utilizzati per rilevare il movimento di scorrimento. In questo tipo di sensore, tra l'elemento Hall e il magnete si crea uno spazio strettamente controllato, e il campo magnetico indotto varia man mano che il magnete si muove avanti e indietro in tale spazio. Quando l'elemento si trova vicino al polo nord, il campo sarà negativo, mentre quando si trova vicino al polo sud, il campo magnetico sarà positivo. Questi sensori sono anche chiamati sensori di prossimità e vengono utilizzati per il posizionamento preciso.
2. Sensore di velocità
Nel rilevamento della velocità, il sensore a effetto Hall viene posizionato in modo fisso di fronte al magnete rotante. Questo magnete rotante genera il campo magnetico necessario per azionare il sensore o elemento Hall. La disposizione dei magneti rotanti può variare a seconda della praticità dell'applicazione. Alcune di queste soluzioni prevedono il montaggio di un singolo magnete sull'albero o sul mozzo oppure l'utilizzo di magneti ad anello. Il sensore Hall emette un impulso di uscita ogni volta che si trova di fronte al magnete. Inoltre, questi impulsi sono controllati dal processore per determinare e visualizzare la velocità in giri al minuto. Questi sensori possono essere sensori con uscita analogica digitale o lineare.
3. Sensore di temperatura o pressione
I sensori a effetto Hall possono essere utilizzati anche come sensori di pressione e temperatura; questi sensori sono combinati con un diaframma di deflessione della pressione con magneti appropriati, e il gruppo magnetico del soffietto aziona avanti e indietro l'elemento a effetto Hall.
Nel caso della misurazione della pressione, il soffietto è soggetto a dilatazione e contrazione. Le variazioni nel soffietto determinano l'avvicinamento del gruppo magnetico all'elemento a effetto Hall. Pertanto, la tensione di uscita risultante è proporzionale alla pressione applicata.
Nel caso di misurazioni di temperatura, il gruppo soffietto è sigillato con un gas con caratteristiche di dilatazione termica note. Quando la camera viene riscaldata, il gas all'interno del soffietto si espande, facendo sì che il sensore generi una tensione proporzionale alla temperatura.
Data di pubblicazione: 16-11-2022