Il principio di funzionamento degli elementi Hall
Cominciamo imparando l'effetto Hall per comprendere il principio di funzionamento degli elementi Hall. L'effetto Hall è un tipo di effetto elettromagnetico scoperto dal fisico americano Hall nel 1879 mentre studiava il meccanismo di conduttività dei metalli. Quando la corrente passa attraverso un semiconduttore perpendicolarmente al campo magnetico esterno, i portatori vengono deviati e viene generato un campo elettrico aggiuntivo perpendicolare alla direzione della corrente e del campo magnetico, con conseguente differenza di potenziale a entrambe le estremità del semiconduttore. Questo fenomeno è noto come effetto Hall, noto anche come differenza di potenziale Hall.
Gli elementi Hall sono dispositivi Hall realizzati in base all'effetto Hall, che utilizzano un campo magnetico come mezzo di lavoro per convertire i parametri di movimento di un oggetto in uscita di tensione digitale, consentendogli di avere funzioni di rilevamento e commutazione. In base alla funzione degli elementi Hall, possono essere suddivisi in elementi lineari Hall ed elementi di commutazione Hall. I primi emettono segnali analogici, mentre i secondi emettono segnali digitali. 01. I componenti interni di un elemento Hall lineare includono principalmente un circuito regolatore di tensione, un elemento Hall lineare e un amplificatore operazionale. Il suo ingresso è l'intensità di induzione magnetica e la sua uscita è una tensione proporzionale alla quantità di ingresso. Questo tipo di circuito ha un'elevata sensibilità e un'eccellente linearità, adatta per vari rilevamenti di campi magnetici. Gli elementi Hall lineari innescheranno una corsa parabolica in base all'intensità del campo magnetico. Ad esempio, la leva di accelerazione di un veicolo elettrico utilizza elementi Hall lineari, che possono aumentare la velocità da 0 al massimo in base alla variazione del campo magnetico. Tuttavia, quando l'intensità del campo magnetico supera il punto più alto in un certo intervallo, la velocità rimane invariata.
02. Il sensore Hall di tipo Hall è costituito da un regolatore, un elemento Hall, un amplificatore, un trigger di Schmitt e uno stadio di uscita.
Quando un oggetto magnetico si avvicina all'interruttore Hall, l'elemento Hall sulla superficie di rilevamento dell'interruttore genera l'effetto Hall, causando un cambiamento nello stato del circuito interno dell'interruttore, identificando così la presenza di un oggetto magnetico nelle vicinanze e controllando l'accensione o lo spegnimento dell'interruttore. L'oggetto di rilevamento di questo interruttore di prossimità deve essere un oggetto magnetico.