Comment fonctionne un capteur à effet Hall?

Comment fonctionne un capteur à effet Hall?

Capteur à effet Hall de Texas instruments

Les éléments Hall sont un exemple représentatif parmi les différents types de capteurs magnétiques qui utilisent des semi-conducteurs. Les éléments Hall sont des capteurs qui utilisent l’effet galvanomagnétique appelé effet Hall. Une tension très faible peut être obtenue à partir d’un élément Hall, de sorte que ces éléments nécessitent généralement des amplificateurs tels que les amplificateurs opérationnels. Comme un circuit intégré à effet Hall combine un élément Hall et un amplificateur opérationnel, le nombre de composants externes peut être réduit et la conception du circuit peut être simplifiée.

Il est possible de distinguer les pôles magnétiques avec un seul circuit intégré à effet Hall. Ces circuits intégrés sont utilisés à des fins très diverses, notamment à des fins générales et automobiles. Les principaux objectifs de détection des circuits intégrés à effet Hall sont la détection de la rotation, la détection de la position, la détection de l’ouverture/fermeture, la détection du courant, la détection de la direction et bien d’autres encore. Les circuits intégrés à effet Hall à usage général sont utilisés pour une large gamme de produits, des gros appareils électroménagers tels que les machines à laver et les réfrigérateurs aux téléphones portables. Les CI à usage automobile sont naturellement utilisés pour détecter si les fenêtres et les portes sont ouvertes ou fermées, mais de nombreux CI à effet Hall sont également utilisés pour détecter la hauteur du véhicule, sa vitesse et le nombre de rotations du moteur.

A3144 capteur à effet hall

Les capteurs à effet Hall sont des capteurs magnétiques qui émettent un signal électrique proportionnel à l’intensité du champ magnétique qui les entoure. Le signal électrique est ensuite traité par un circuit spécial pour produire la sortie requise. Ce sont des capteurs sans contact, ce qui signifie qu’ils n’ont pas besoin d’entrer en contact avec un élément physique pour générer une sortie, car ils dépendent des champs magnétiques. Cette détection sans contact leur confère un avantage majeur par rapport aux autres types conventionnels de capteurs à contact physique comme les interrupteurs de fin de course. Avant de comprendre le fonctionnement interne de ces capteurs, nous devons comprendre l’effet Hall, le principe primaire sur lequel ces capteurs fonctionnent.L’effet HallSi vous avez une idée de base du magnétisme et de son fonctionnement, vous savez que le passage du courant dans un fil génère un champ magnétique autour de celui-ci. Pour mieux comprendre, si vous enroulez votre main autour d’un fil électrique de telle sorte que votre pouce pointe dans le sens du courant, les directions des autres doigts indiqueront la direction du champ magnétique. C’est ce que l’on appelle la loi d’Oersted.

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Allegro MicroSystems utilise les dernières technologies de circuits intégrés en combinaison avec l’effet Hall centenaire pour produire des capteurs à effet Hall. Il s’agit de commutateurs et de capteurs sans contact, activés magnétiquement, qui ont le potentiel de simplifier et d’améliorer les systèmes électriques et mécaniques.

La simplification de la commutation est un point fort des circuits intégrés de capteurs à effet Hall. Les commutateurs à effet Hall combinent des générateurs de tension de Hall, des amplificateurs de signaux, des circuits de déclenchement de Schmitt et des circuits de sortie à transistor sur une seule puce de circuit intégré. La sortie est propre, rapide et commutée sans rebond (un problème inhérent aux commutateurs mécaniques). Un commutateur à effet Hall fonctionne généralement à une fréquence de répétition allant jusqu’à 100 kHz et coûte moins cher que de nombreux commutateurs électromécaniques courants.

Le circuit intégré du capteur à effet Hall linéaire détecte le mouvement, la position ou le changement de l’intensité du champ d’un électroaimant, d’un aimant permanent ou d’un matériau ferromagnétique avec une polarisation magnétique appliquée. La consommation d’énergie est très faible. La sortie est linéaire et stable en température. La réponse en fréquence du capteur IC est plate jusqu’à environ 25 kHz.

Note d’application sur les capteurs à effet Hall

Les capteurs à effet Hall sont adaptés à l’enregistrement de la vitesse de rotation de proximité sur les engrenages avec un petit module et une haute résolution. Les différents modèles peuvent supporter une large gamme d’applications ainsi que les conditions les plus difficiles. Les capteurs à effet Hall sont utilisés dans de nombreuses applications de construction mécanique, de véhicules et de machines de travail mobiles, ainsi que dans les entraînements hydrauliques. Le capteur détecte le mouvement des structures ferromagnétiques telles que les engrenages par le biais de la variation du flux magnétique et est polarisé à l’aide d’un aimant permanent. Les dents et les entretoises qui traversent le capteur ont un impact variable sur le champ magnétique, ce qui modifie la tension de Hall d’un capteur à effet Hall. Ces modifications du champ magnétique peuvent ensuite être converties en valeurs électriques, filtrées et traitées. Le signal de sortie du capteur est une tension rectangulaire qui reflète la variation du champ magnétique.

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