ホールセンサーのアプリケーション

1879 年、アメリカの物理学者エドウィン ハーバート ホールは、ジョンズ ホプキンス大学で博士論文の執筆中に、金プレートを使った実験を行いました。彼はプレート自体をガラスの上に置くことによってプレートに電流を流し、さらにプレートはその面に垂直な方向、つまり電流に対して垂直な磁場の作用を受けました。

公平を期すために言うと、この時点でホールは、電流が流れるコイルの抵抗が隣の存在に依存するかどうかという問題の解決に取り組んでいたことに注意する必要があります。 永久磁石、そしてこの研究の中で科学者たちは何千もの実験を行ってきました。金板の実験の結果、金板の側端に一定の電位差が生じたことが分かりました。

この電圧はホール電圧と呼ばれます...プロセスは次のように大まかに説明できます。ローレンツ力により、プレートの一方の端近くに負の電荷が蓄積され、反対側の端近くに正の電荷が蓄積されます。結果として生じるホール電圧と縦方向電流の値の比は、特定のホール素子を製造する材料の特性であり、この値は《ホール抵抗》と呼ばれます。

ホール効果は、半導体または金属内の電荷キャリアの種類 (正孔または電子) を決定するためのかなり正確な方法として機能します。

彼らは現在、ホール効果に基づいて、磁場の強さを測定し、ワイヤ内の電流の強さを決定するためのデバイスであるホール センサーを製造しています。変流器とは異なり、ホールセンサーを使用すると直流電流も測定できます。したがって、ホール効果センサーの応用分野は一般に非常に広範囲に及びます。

ホール電圧が小さいため、ホール電圧端子が接続されるのは論理的です。 オペアンプ… デジタル ノードに接続するには、回路にシュミット トリガーを追加し、所定の磁界強度レベルでトリガーされるしきい値デバイスを取得します。このような回路はホールスイッチと呼ばれます。

多くの場合、ホール センサーは永久磁石と組み合わせて使用​​され、永久磁石がセンサーに所定の距離以内に近づくとトリガーされます。

ホール センサーは、ブラシレスまたはバルブ電気モーター (サーボ モーター) で非常に一般的であり、センサーはモーターのステーターに直接取り付けられ、コレクター内のコレクターと同様に、ローターの位置に関するフィードバックを提供するローター位置センサー (RPR) として機能します。 DCモーター。

シャフトに永久磁石を固定することにより、単純な回転カウンターが得られ、場合によっては強磁性部分自体の磁束に対するシールド効果が得られます。 永久磁石… ホール センサーが通常トリガーされる磁束は 100 ～ 200 ガウスです。

最新のエレクトロニクス産業によって製造される 3 線式ホール センサーは、パッケージ内にオープンコレクタの n-p-n トランジスタを備えています。多くの場合、このようなセンサーのトランジスタを流れる電流は 20 mA を超えてはなりません。したがって、強力な負荷を接続するには、電流アンプを設置する必要があります。

電流が流れる導体の磁場は通常、ホール センサーをトリガーするほど強くありません。そのようなセンサーの感度は 1 ～ 5 mV / G であるため、微弱な電流を測定するには、電流が流れる導体をホール センサーに巻き付けます。ギャップのあるトロイダル コアとホール センサーがすでにギャップに取り付けられています...つまり、ギャップが 1.5 mm の場合、磁気誘導は 6 Gs / A になります。

25 A を超える電流を測定する場合、電流導体はトロイダル コアを直接通過します。コアの材質は、測定した場合、アルシファーまたはフェライトである可能性があります。 高周波電流.

一部のイオンジェット エンジンはホール効果に基づいて動作し、非常に効率的に動作します。

ホール効果は、最新のスマートフォンの電子コンパスの基礎です。