Els CI d’efecte Hall lineal són dispositius de sensor magnètic dissenyats per respondre als camps magnètics i produir una quantitat proporcional de producció elèctrica.
Es fa, doncs, útil per mesurar la força dels camps magnètics i en aplicacions que requereixen una sortida commutada mitjançant disparadors magnètics.
Els moderns CI d’efecte sala estan dissenyats amb immunitat a la majoria de les condicions estressants mecàniques, com ara vibracions, sacsejades, xocs i també contra la humitat i altres contaminacions atmosfèriques.
Aquests dispositius també són immunes a les variacions de temperatura ambient que, d’altra manera, podrien fer que aquests components siguin vulnerables a la calor produint resultats de sortida incorrectes.
Normalment, els circuits d’efecte Hall lineals moderns poden funcionar de manera òptima en un rang de temperatura de -40 a +150 graus centígrads.
Diagrama bàsic de pinout
Funcionament especificat proporcional
Molts circuits integrats d’efecte Hall lineals estàndard, com ara la sèrie A3515 / 16 d’Allegro o DRV5055 de ti.com, tenen una naturalesa “ratiomètrica”, en què la tensió de sortida i la sensibilitat de sortida dels dispositius varien d’acord amb la tensió d’alimentació i la temperatura ambient.
La tensió en repòs podria ser típicament la meitat de la tensió d’alimentació. Com a exemple, si considerem que la tensió d’alimentació del dispositiu és de 5V, en absència d’un camp magnètic la seva sortida en repòs normalment seria de 2,5V i variaria a una velocitat de 5mV per Gauss.
En cas que la tensió d'alimentació augmentés a 5,5 V, la tensió en repòs també correspondria a 2,75 V, amb una sensibilitat que arribaria als 5,5 mV / gauss.
Què és el desplaçament dinàmic
Els circuits integrats d’efecte Hall lineals, com el A3515 / 16 BiCMOS, incorporen un sistema de cancel·lació de compensació dinàmica propietari amb l’ajut d’un pols d’alta freqüència integrat, de manera que es controla adequadament la tensió de compensació residual del material Hall.
La compensació residual pot sorgir normalment a causa d’un modelat excessiu del dispositiu, discrepàncies de temperatura o a causa d’altres situacions d’estrès rellevants.
La característica anterior fa que aquests dispositius lineals tinguin una tensió de sortida en repòs significativament estable, ben immunes a tot tipus d’impactes externs negatius sobre el dispositiu.
Utilització d’un CI d’efecte Hall lineal
El CI d’efecte Hall es pot connectar amb l’ajut de les connexions donades, on els pins d’alimentació han d’anar als respectius terminals de tensió CC (regulats). Els terminals de sortida es poden connectar a un voltímetre adequadament calibrat que tingui una sensibilitat que coincideixi amb la sortida Hall. abast.
Es recomana connectar un condensador de derivació de 0,1 uF directament a través dels pins de subministrament de circuits integrats per protegir el dispositiu del soroll elèctric induït externament o de les freqüències perdudes.
Després d’encendre’s, el dispositiu pot requerir uns minuts d’estabilització durant els quals no s’ha de fer funcionar amb un camp magnètic.
Un cop el dispositiu s’estabilitzi internament a la temperatura, es pot posar sota la influència d’un camp magnètic extern.
El voltímetre hauria de registrar immediatament una deflexió corresponent a la intensitat del camp magnètic.
Identificació de la densitat de flux
Per identificar la densitat de flux del camp magnètic, la tensió de sortida dels dispositius es pot representar i situar sobre l’eix Y d’una corba de calibratge, la intersecció del nivell de sortida amb la corba de calibratge confirmaria la densitat de flux corresponent a l’eix X corba.
Àrees d'aplicació d'efectes lineals de sala
- Els dispositius d’efecte Hall lineal poden tenir àrees d’aplicació diverses, alguns d’ells es presenten a continuació:
- Mesuradors de detecció de corrent sense contacte per detectar el corrent que passa externament a través d’un conductor.
- Mesurador de detecció de potència, idèntic a l’anterior (mesura de watt-hora) Detecció de punt de trencament actual, on s’inclou un circuit extern amb una etapa de detecció de corrent per controlar i disparar un límit de corrent especificat.
- Mesuradors de tensió, on el factor de tensió està acoblat magnèticament amb el sensor Hall per proporcionar les sortides previstes.
- Aplicacions de detecció polaritzada (magnèticament) Detectors de metalls ferrosos, en què el dispositiu d’efecte Hall està configurat per detectar el material ferrós mitjançant la detecció de força d’inducció magnètica relativa Detecció de proximitat, igual que l’aplicació anterior, es detecta la proximitat aproximant la força magnètica relativa sobre el Hall dispositiu.
- Joy-stick amb detecció de posició intermèdia Detecció de nivell de líquid, una altra aplicació de detecció rellevant del dispositiu Hall. Altres aplicacions similars que impliquen intensitat de camp magnètic com a mitjà principal junt amb el dispositiu d’efecte Hall són: Detecció de temperatura / pressió / buit (amb muntatge de manxa) Detecció de la posició de l’accelerador o de la vàlvula d’aire Potenciòmetres sense contacte.
Diagrama de circuits mitjançant el sensor d’efecte Hall
El sensor d'efecte hall explicat anteriorment es pot configurar ràpidament a través d'algunes parts externes per convertir el camp magnètic en polsos alternatius elèctrics per controlar una càrrega. El diagrama de circuits simple es pot veure a continuació:
En aquesta configuració, el sensor d'efecte hall convertirà un camp magnètic dins d'una proximitat especificada i el convertirà en un senyal analògic lineal a través del seu pin 'out'.
Aquest senyal analògic es pot utilitzar fàcilment per conduir una càrrega o per alimentar qualsevol circuit de commutació desitjat.
Com augmentar la sensibilitat
La sensibilitat del circuit d’efecte hall bàsic anterior es podria augmentar afegint un transistor PNP addicional, amb el NPN existent, com es mostra a continuació:
.
Anterior: s’explicaven 2 circuits de potenciòmetre digital Següent: Circuit de carregador de bateria de 12 V, 5 amperis SMPS
