Bộ cảm biến từ trường Hall

Cảm biến Hall là một cảm biến từ trường dựa trên hiệu ứng Hall, chuyển đổi các biến đổi từ trường thành các tín hiệu điện áp để xuất ra. Nó được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như sản xuất, ô tô, điện tử tiêu dùng và thiết bị y tế, đóng vai trò là nền tảng cho việc kiểm soát thiết bị thông minh và chính xác. Dưới đây là phân tích về nguyên tắc hoạt động, phân loại, các chỉ số hiệu suất, ứng dụng và xu hướng tương lai của nó.

Hiệu ứng Hall, được phát hiện bởi nhà vật lý người Mỹ Edwin Hall vào năm 1879, mô tả sự tạo ra sự khác biệt về điện thế (điện áp Hall) trên một chất bán dẫn hoặc chất dẫn điện khi dòng điện chạy vuông góc với từ trường bên ngoài. Hiện tượng này phát sinh từ sự lệch hướng của các hạt mang điện (electron hoặc lỗ trống) dưới tác dụng của lực Lorentz, tạo ra một điện áp có thể đo được vuông góc với cả hướng dòng điện và từ trường. Cảm biến Hall tận dụng nguyên tắc này để chuyển đổi các thay đổi từ trường thành các tín hiệu điện áp tỷ lệ, cho phép phát hiện chính xác cường độ, hướng và sự dao động động của từ trường.

Các thông số quan trọng đối với cảm biến Hall bao gồm:

• Điện áp cung cấp: Thông thường 5V, 12V-24V. Điện áp quá cao có thể làm hỏng các thành phần bên trong, trong khi điện áp không đủ sẽ thu hẹp phạm vi đo.
• Dòng điện định mức so với Phạm vi đo: Dòng điện định mức xác định các điều kiện hoạt động tối ưu; phạm vi đo xác định dòng điện có thể phát hiện tối đa.
• Độ chính xác tín hiệu đầu ra: Độ lệch giữa các giá trị đầu ra thực tế và lý thuyết, thường ổn định trong khoảng ±0.1% trong các ứng dụng thực tế.
• Thời gian đáp ứng:
  • Thời gian khởi động: Khoảng thời gian từ khi bật nguồn đến khi đầu ra ổn định.
  • Thời gian đáp ứng hoạt động: Khoảng thời gian từ khi dòng điện thay đổi đến khi điều chỉnh đầu ra.
• Băng thông: Tần số mà tại đó tín hiệu đầu ra suy giảm đến một tỷ lệ cụ thể so với đầu vào.
• Phương pháp lắp đặt: Các tùy chọn bao gồm lắp trên PCB, cố định bằng vít và chèn khe.
• Các thông số bổ sung: Khả năng thích ứng với môi trường, độ ổn định nhiệt độ, điện áp cách ly và khả năng chống nhiễu điện từ (EMI).