Entendendo o Sensor de Efeito Hall

O efeito Hall recebeu o nome de Edwin Hall, que descobriu em 1879 que quando um campo magnético passa através de uma placa condutora de corrente em uma direção perpendicular ao plano da placa, um potencial de tensão surge através da placa. A força de Lorentz, representada no painel superior, é o princípio físico subjacente ao efeito Hall. Quando um elétron se move em uma direção perpendicular ao campo magnético aplicado, B, ele é submetido a uma força chamada força de Lorentz, que é normal tanto ao campo aplicado quanto ao fluxo de corrente.

Um sensor de efeito Hall (ou simplesmente sensor Hall) é um tipo de sensor que usa o efeito Hall para detectar a presença e a amplitude de um campo magnético. A tensão de saída do sensor Hall é proporcional à força do campo. Neste artigo, você aprenderá a definição, aplicações, diagrama, princípio de funcionamento, vantagens e desvantagens do sensor de efeito Hall.

O que é um sensor de efeito hall?

Um sensor magnético é uma forma de sensor de efeito Hall. Um sensor de efeito Hall é um transdutor que responde a mudanças em um campo magnético variando sua tensão de saída. É um dispositivo eletrônico que detecta o efeito Hall e converte suas descobertas em dados eletrônicos, que podem ser usados ​​para ligar e desligar um circuito, medir um campo magnético flutuante, ser processado por um computador integrado ou ser mostrado em uma interface .

Quando um ímã é colocado perpendicularmente a um condutor de corrente, os elétrons no condutor são empurrados para um lado, resultando em uma diferença de potencial na carga (ou seja, tensão). A presença e a amplitude de um campo magnético próximo a um condutor são indicadas pelo efeito Hall.

Aplicações do sensor de efeito hall

As seguintes são as aplicações comuns do sensor de efeito hall:

• Os sensores Hall são utilizados em aplicações como detecção de proximidade, localização, detecção de velocidade e detecção de corrente.
• Os sensores Hall costumam ser usados ​​para cronometrar a velocidade das rodas e eixos, como para tacômetros ou cronometrar a ignição de motores de combustão interna.
• Eles são usados ​​para detectar a posição do ímã permanente em motores elétricos DC sem escovas.
• A detecção de um elemento móvel no lugar de um fim de curso mecânico é uma aplicação comum. A indexação de movimento rotacional ou translacional é outro uso comum.

Diagrama de um sensor de efeito hall:

princípio de funcionamento

No funcionamento de um sensor de efeito Hall, um material semicondutor do tipo p retangular fino, como arseneto de gálio (GaAs), antimoneto de índio (InSb) ou arseneto de índio (InAs) passa uma corrente contínua através de si mesmo para formar um sensor de efeito Hall. As linhas de fluxo magnético exercem uma força no material semicondutor quando o dispositivo é colocado em um campo magnético, desviando os portadores de carga, elétrons e buracos, para ambos os lados da placa semicondutora. A força magnética que os portadores de carga encontram ao passar pelo material semicondutor faz com que eles se movam.



O acúmulo de portadores de carga cria uma diferença de potencial entre os dois lados do material semicondutor à medida que elétrons e buracos migram para os lados. A existência de um campo magnético externo em ângulo reto com o material semicondutor afeta então a passagem de elétrons através dele, e esse impacto é maior em material de formato retangular plano. O efeito Hall é o resultado do emprego de um campo magnético para gerar uma tensão quantificável.

As linhas de fluxo magnético devem ser perpendiculares (90o) ao fluxo de corrente e da polaridade correta, geralmente um pólo sul, para gerar uma diferença de potencial através do dispositivo. O efeito Hall revela o tipo de pólo magnético, bem como a quantidade do campo magnético. Um pólo sul, por exemplo, faz com que o dispositivo crie uma saída de tensão, enquanto um pólo norte não tem impacto. Quando não há campo magnético presente, os sensores e interruptores de efeito Hall devem estar em “OFF” (status de circuito aberto). Quando expostos a um campo magnético de força e polaridade apropriadas, eles ligam “ON” (condição de circuito fechado).

Assista ao vídeo abaixo para saber mais sobre o sensor de efeito hall:

Vantagens e desvantagens de um sensor de efeito hall

Vantagens:

Abaixo estão os benefícios de um sensor de efeito hall em suas diversas aplicações:

• Quando comparado aos interruptores eletromagnéticos, é bastante barato.
• É viável operar em alta frequência.
• Ele pode ser utilizado para diversas finalidades, incluindo sensores de deslocamento, posição e proximidade.
• É forte e durável, e pode suportar condições adversas.
• Por serem resistentes à contaminação por umidade, são ideais para uma variedade de aplicações.
• Não há dificuldade com o retorno de contato.

Desvantagens:

A única desvantagem do sensor de efeito Hall é devido ao desalinhamento de contato no elemento Hall e aos efeitos piezo-resistivos, o sensor fica fraco.

Conclusão

Um sensor de efeito Hall (ou simplesmente sensor Hall) é um tipo de sensor que usa o efeito Hall para detectar a presença e a amplitude de um campo magnético. A tensão de saída do sensor Hall é proporcional à força do campo. Isso é tudo para este artigo, onde a definição, aplicações, diagrama, funcionamento, vantagens e desvantagens de um sensor de efeito hall são discutidos.

Espero que você aprenda muito com a leitura, se sim, gentilmente compartilhe com outros alunos. Obrigado por ler, nos vemos por aí!