Les capteurs à effet Hall sont basés sur l'effet Hall. Cet effet est une méthode fondamentale pour étudier les propriétés des matériaux semi-conducteurs. Le coefficient Hall mesuré par l'expérience à effet Hall permet de déterminer des paramètres importants tels que le type de conductivité, la concentration et la mobilité des porteurs des matériaux semi-conducteurs.
Classification
Les capteurs à effet Hall sont divisés en capteurs à effet Hall linéaires et en capteurs à effet Hall à commutation.
1. Le capteur Hall linéaire se compose d'un élément Hall, d'un amplificateur linéaire et d'un suiveur d'émetteur, et produit une quantité analogique.
2. Le capteur Hall de type commutateur est composé d'un régulateur de tension, d'un élément Hall, d'un amplificateur différentiel, d'un déclencheur de Schmitt et d'un étage de sortie, et génère des quantités numériques.
Les éléments fabriqués à partir de matériaux semi-conducteurs basés sur l'effet Hall sont appelés éléments Hall. Ils présentent les avantages suivants : sensibilité aux champs magnétiques, structure simple, petite taille, large réponse en fréquence, grande variation de tension de sortie et longue durée de vie. De ce fait, ils sont largement utilisés dans les domaines de la mesure, de l'automatisation, de l'informatique et des technologies de l'information.
Mapplication principale
Les capteurs à effet Hall sont largement utilisés comme capteurs de position, mesure de vitesse de rotation, interrupteurs de fin de course et mesure de débit. Certains dispositifs fonctionnent grâce à l'effet Hall, comme les capteurs de courant, les interrupteurs à lames et les capteurs d'intensité de champ magnétique. Les capteurs de position, de vitesse de rotation et de température ou de pression sont ensuite principalement décrits.
1. Capteur de position
Les capteurs à effet Hall sont utilisés pour détecter les mouvements de glissement. Dans ce type de capteur, l'espace entre l'élément Hall et l'aimant est étroitement contrôlé, et le champ magnétique induit varie selon les mouvements de l'aimant dans cet espace fixe. Lorsque l'élément est proche du pôle nord, le champ magnétique est négatif, et lorsqu'il est proche du pôle sud, il est positif. Ces capteurs, également appelés capteurs de proximité, sont utilisés pour un positionnement précis.
2. Capteur de vitesse
Pour la détection de vitesse, le capteur à effet Hall est placé fixement face à l'aimant rotatif. Cet aimant génère le champ magnétique nécessaire au fonctionnement du capteur ou de l'élément Hall. La disposition des aimants rotatifs peut varier selon les besoins de l'application. Certaines configurations consistent à monter un seul aimant sur l'arbre ou le moyeu, ou à utiliser des aimants annulaires. Le capteur Hall émet une impulsion de sortie à chaque fois qu'il est face à l'aimant. De plus, ces impulsions sont contrôlées par le processeur pour déterminer et afficher la vitesse en tr/min. Ces capteurs peuvent être des capteurs à sortie numérique ou analogique linéaire.
3. Capteur de température ou de pression
Les capteurs à effet Hall peuvent également être utilisés comme capteurs de pression et de température, ces capteurs sont combinés avec un diaphragme de déviation de pression avec des aimants appropriés, et l'ensemble magnétique du soufflet actionne l'élément à effet Hall d'avant en arrière.
Lors de la mesure de pression, le soufflet est soumis à des dilatations et des contractions. Les variations de la force exercée par le soufflet rapprochent l'ensemble magnétique de l'élément à effet Hall. La tension de sortie résultante est donc proportionnelle à la pression appliquée.
Pour les mesures de température, le soufflet est scellé avec un gaz dont les caractéristiques de dilatation thermique sont connues. Lorsque la chambre est chauffée, le gaz à l'intérieur du soufflet se dilate, ce qui amène le capteur à générer une tension proportionnelle à la température.
Date de publication : 16 novembre 2022