Descripción del sensor de efecto Hall

El efecto Hall lleva el nombre de Edwin Hall, quien descubrió en 1879 que cuando un campo magnético pasa a través de una placa conductora que transporta corriente en una dirección perpendicular al plano de la placa, surge un potencial de voltaje a través de la placa. La fuerza de Lorentz, representada en el panel superior, es el principio físico subyacente que sustenta el efecto Hall. Cuando un electrón se mueve en una dirección que es perpendicular al campo magnético aplicado, B, está sujeto a una fuerza llamada fuerza de Lorentz, que es normal tanto al campo aplicado como al flujo de corriente.

Un sensor de efecto Hall (o simplemente sensor Hall) es un tipo de sensor que utiliza el efecto Hall para detectar la presencia y amplitud de un campo magnético. El voltaje de salida del sensor Hall es proporcional a la fuerza del campo. En este artículo, aprenderá la definición, las aplicaciones, el diagrama, el principio de funcionamiento, las ventajas y las desventajas del sensor de efecto Hall.

¿Qué es un sensor de efecto Hall?

Un sensor magnético es una forma de sensor de efecto Hall. Un sensor de efecto Hall es un transductor que responde a los cambios en un campo magnético variando su voltaje de salida. Es un dispositivo electrónico que detecta el efecto Hall y convierte sus hallazgos en datos electrónicos, que luego se pueden usar para encender y apagar un circuito, medir un campo magnético fluctuante, ser procesados ​​por una computadora integrada o mostrarse en una interfaz. .

Cuando un imán se coloca perpendicular a un conductor que transporta corriente, los electrones en el conductor son empujados hacia un lado, lo que resulta en una diferencia de potencial en la carga (es decir, voltaje). La presencia y la amplitud de un campo magnético cerca de un conductor están indicadas por el efecto Hall.

Aplicaciones del sensor de efecto hall

Las siguientes son las aplicaciones comunes del sensor de efecto Hall:

• Los sensores Hall se utilizan en aplicaciones como detección de proximidad, ubicación, detección de velocidad y detección de corriente.
• Los sensores Hall se utilizan a menudo para cronometrar la velocidad de las ruedas y los ejes, como tacómetros o cronometrar el encendido de los motores de combustión interna.
• Se utilizan para detectar la posición del imán permanente en motores eléctricos de CC sin escobillas.
• La detección de un elemento en movimiento en lugar de un interruptor de límite mecánico es una aplicación común. La indexación del movimiento de rotación o traslación es otro uso común.

Esquema de un sensor de efecto hall:

principio de funcionamiento

En el funcionamiento de un sensor de efecto Hall, un material semiconductor delgado rectangular de tipo p, como el arseniuro de galio (GaAs), el antimoniuro de indio (InSb) o el arseniuro de indio (InAs), pasa una corriente continua a través de sí mismo para formar un sensor de efecto Hall. Las líneas de flujo magnético ejercen una fuerza sobre el material semiconductor cuando el dispositivo se coloca en un campo magnético, desviando los portadores de carga, los electrones y los huecos hacia ambos lados de la losa de semiconductores. La fuerza magnética que encuentran los portadores de carga cuando atraviesan el material semiconductor hace que se muevan.

La acumulación de portadores de carga crea una diferencia de potencial entre los dos lados del material semiconductor a medida que los electrones y los huecos migran hacia los lados. La existencia de un campo magnético externo en ángulo recto con el material semiconductor afecta el paso de electrones a través de él, y este impacto es mayor en material plano de forma rectangular. El Efecto Hall es el resultado de emplear un campo magnético para generar un voltaje cuantificable.

Las líneas de flujo magnético deben ser perpendiculares (90o) al flujo de corriente y tener la polaridad correcta, a menudo un polo sur, para generar una diferencia de potencial en el dispositivo. El efecto Hall revela el tipo de polo magnético así como la cantidad del campo magnético. Un polo sur, por ejemplo, hace que el dispositivo genere una salida de voltaje, mientras que un polo norte no tiene impacto. Cuando no hay un campo magnético presente, los sensores e interruptores de efecto Hall deben estar en "APAGADO" (estado de circuito abierto). Cuando se exponen a un campo magnético de fuerza y ​​polaridad adecuadas, se encienden (condición de circuito cerrado).

Vea el video a continuación para obtener más información sobre el sensor de efecto Hall:

Ventajas y desventajas de un sensor de efecto Hall

Ventajas:

A continuación se muestran los beneficios de un sensor de efecto Hall en sus diversas aplicaciones:

• En comparación con los interruptores electromagnéticos, es bastante económico.
• Es factible operar a alta frecuencia.
• Se puede utilizar para una variedad de propósitos, incluidos sensores de desplazamiento, posición y proximidad.
• Es resistente y duradero, y puede soportar condiciones adversas.
• Debido a que son resistentes a la contaminación por humedad, son ideales para una variedad de aplicaciones.
• No hay dificultad con el rebote de contacto.

Desventajas:

La única desventaja del sensor de efecto Hall se debe a la desalineación del contacto en el elemento Hall y los efectos piezorresistivos, el sensor se debilita.

Conclusión

Un sensor de efecto Hall (o simplemente sensor Hall) es un tipo de sensor que utiliza el efecto Hall para detectar la presencia y amplitud de un campo magnético. El voltaje de salida del sensor Hall es proporcional a la fuerza del campo. Eso es todo por este artículo, donde se discuten la definición, aplicaciones, diagrama, funcionamiento, ventajas y desventajas de un sensor de efecto Hall.

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