Сензор са Холовим ефектом или претварач са Холовим ефектом је интегрисани сензор заснован на Холовом ефекту и састављен од Холовог елемента и његовог помоћног кола. Халл сензор се широко користи у индустријској производњи, транспорту и свакодневном животу. Из унутрашње структуре хол сензора, или у процесу употребе, видећете да јеперманентни магнетје важан радни део. Зашто су трајни магнети потребни за Холове сензоре?
Пре свега, почните од принципа рада Холовог сензора, Холовог ефекта. Холов ефекат је врста електромагнетног ефекта, који је открио амерички физичар Едвин Херберт Хол (1855-1938) 1879. године проучавајући проводни механизам метала. Када струја прође кроз проводник окомито на спољашње магнетно поље, носач се отклони, а додатно електрично поље ће се генерисати окомито на смер струје и магнетног поља, што резултира потенцијалном разликом на оба краја проводника. Овај феномен је Холов ефекат, који се такође назива Холова потенцијална разлика.
Холов ефекат је у суштини скретање покретних наелектрисаних честица изазвано Лоренцовом силом у магнетном пољу. Када су наелектрисане честице (електрони или рупе) затворене у чврстим материјалима, ово скретање доводи до акумулације позитивних и негативних наелектрисања у правцу управном на струју и магнетно поље, формирајући тако додатно попречно електрично поље.
Знамо да када се електрони крећу у магнетном пољу, на њих ће утицати Лоренцова сила. Као и горе, погледајмо прво слику са леве стране. Када се електрон креће нагоре, струја коју он генерише креће се надоле. Па, хајде да употребимо правило леве руке, пустимо да магнетна сенсинг линија магнетног поља Б (пуцана у екран) продре у длан, односно да је длан напољу, и покаже четири прста на смер струје, односно четири тачке наниже. Затим, смер палца је смер силе електрона. Електрони су принуђени удесно, тако да ће се наелектрисање у танкој плочи нагнути на једну страну под дејством спољашњег магнетног поља. Ако се електрон нагне удесно, на левој и десној страни ће се формирати разлика потенцијала. Као што је приказано на слици десно, ако је волтметар повезан са леве и десне стране, напон ће бити детектован. Ово је основни принцип индукције сала. Детектовани напон се назива напон индукованог Хола. Ако се спољашње магнетно поље уклони, Холов напон нестаје. Ако је представљен сликом, Холов ефекат је као на следећој слици:
и: смер струје, Б: смер спољашњег магнетног поља, В: Холов напон, а мале тачке у кутији се могу сматрати електронима.
Из принципа рада Холовог сензора може се утврдити да је сензор са Холовим ефектом активан сензор, који мора да захтева екстерно напајање и магнетно поље за рад. Узимајући у обзир захтеве мале запремине, мале тежине, ниске потрошње енергије и погодне употребе у примени сензора, за напајање спољашњег магнетног поља користи се једноставан перманентни магнет уместо сложеног електромагнета. Штавише, у главна четири типа трајних магнета,СмЦоиНдФеБ ретка земљамагнети имају предности као што су висока магнетна својства и стабилна радна стабилност, што може да омогући да претварач или сензор са Холовим ефектом високих перформанси постигне тачност, осетљивост и поуздана мерења. Стога НдФеБ и СмЦо више користе каоМагнети претварача са Холовим ефектом.
Време поста: 10.09.2021