Hall-Sensor
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Hall-Sensoren (oder Hall-Sonden, nach Edwin Hall) nutzen den Hall-Effekt zur Messung von Magnetfeldern und Strömen oder zur Lageerfassung.
Wird ein Hall-Sensor von einem Strom durchflossen und in ein senkrecht dazu verlaufendes Magnetfeld gebracht, liefert er eine Ausgangsspannung, die proportional zum Produkt aus magnetischer Feldstärke und Strom ist. Ist der Strom bekannt, kann man die magnetische Feldstärke messen; wird das Magnetfeld durch einen stromdurchflossenen Leiter oder eine Spule erzeugt, kann man potentialfrei die Stromstärke in diesem Leiter bzw. der Spule messen.
Sind Stromstärke und Magnetfeldstärke bekannt, dann kann der Hall-Sensor auch als Metalldetektor verwendet werden.
[Bearbeiten] Anwendung von Hall-Sensoren
- Magnetfeldmessung (Magnetische Flussdichte)
- Potenzialfreie Strommessung (Stromsensor)
- Berührungs- und kontaktlose Signalgeber
- Schichtdickenmessgeräte
Als Lagesensor oder Detektor für magnetische Teile sind Hall-Sensoren vor allem dann von Vorteil, wenn die Änderung des Magnetfeldes vergleichsweise langsam ist - in diesen Fällen würde eine als Sensor verwendete Spule keine nennenswerte Induktionsspannung liefern.
In der Automobilindustrie finden Hall-Sensoren vielfältige Anwendung, z. B. im Gurtschloss, im Türschließsystem, bei der Pedalzustandserkennung, in der Getriebeschaltung oder zur Steuerung des Zündzeitpunkts. Ferner findet man sie (in Chips integriert) im (echten) Laserdrucker, wo sie die Synchronisierung des Spiegelmotors steuern, Disketten-Laufwerken und bürstenlosen Motoren z. B. bei PC-Lüftern. Es gab sogar Tastaturen mit Hall-Sensoren unter jeder Taste.
[Bearbeiten] Bauformen von Hall-Sensoren
Hall-Sensoren werden aus dünnen Halbleiterplättchen (weil in ihnen die Ladungsträger-Dichte klein und somit die Elektronen-Geschwindigkeit groß ist, um eine möglichst hohe Hall-Spannung zu erzielen) in typischen Bauformen hergestellt:
- Rechteckform
- Schmetterlingsform
- Kreuzform
Meist werden diese Hall-Elemente in Schaltkreise integriert, in denen eine Signalverstärkung und Temperaturkompensation erfolgt.
Hall-Sensoren werden mit analogen Signalausgängen für geringste Magnetfelder (Erdmagnetfeld), z. B. als Kompass in Navigationssystemen, eingesetzt.
Als Stromsensoren werden sie im Spalt des Eisenkernes einer vom Messstrom durchflossenen Spule oder eines Leiters eingesetzt. Solche Stromsensoren werden als komplettes Bauteil angeboten, sind sehr schnell, können im Gegensatz zu Stromwandlern auch zur Messung von Gleichströmen eingesetzt werden und bieten eine Potentialtrennung zwischen den meist mit dem Stromnetz verbundenen Leistungskreisen und der Steuerelektronik.
Als Lageerkennungs-Sensoren oder kontaktlose Taste arbeiten sie in Verbindung mit Dauermagneten und haben einen Schwellwertschalter integriert.
