Sensor lineal de efecto Hall: circuito de trabajo y aplicación

Sensor lineal de efecto Hall: circuito de trabajo y aplicación

Los circuitos integrados lineales de efecto Hall son dispositivos sensores magnéticos diseñados para responder a campos magnéticos para producir una cantidad proporcional de salida eléctrica.

Por lo tanto, resulta útil para medir la fuerza de los campos magnéticos y en aplicaciones que requieren una salida conmutada mediante disparadores magnéticos.

Los circuitos integrados modernos de efecto hall están diseñados con inmunidad a la mayoría de las condiciones mecánicas estresantes como vibraciones, sacudidas, golpes y también contra la humedad y otras contaminaciones atmosféricas.



Estos dispositivos también son inmunes a las variaciones de temperatura ambiente que de otro modo podrían hacer que estos componentes sean vulnerables al calor produciendo resultados de salida incorrectos.

Normalmente, los circuitos integrados de efecto Hall lineales modernos pueden funcionar de manera óptima en un rango de temperatura de -40 a +150 grados Celsius.

Diagrama básico de distribución de pines

detalles de los pines del sensor de efecto Hall

Funcionamiento especificado radiométrico

Muchos circuitos integrados lineales estándar de efecto Hall, como la serie A3515 / 16 de Allegro o DRV5055 de ti.com, son 'radiométricos' por naturaleza, en los que el voltaje de salida inactivo y la sensibilidad del dispositivo varían de acuerdo con el voltaje de suministro y la temperatura ambiente.

El voltaje de reposo podría ser típicamente la mitad del voltaje de suministro. Como ejemplo, si consideramos que el voltaje de suministro al dispositivo es de 5 V, en ausencia de un campo magnético, su salida en reposo normalmente sería de 2,5 V y variaría a una tasa de 5 mV por Gauss.

En caso de que la tensión de alimentación aumentara a 5,5 V, la tensión de reposo también correspondería a 2,75 V, alcanzando la sensibilidad los 5,5 mV / gauss.

¿Qué es el desplazamiento dinámico?

Los circuitos integrados lineales de efecto Hall, como el A3515 / 16 BiCMOS, incorporan un sistema patentado de cancelación de compensación dinámica con la ayuda de un pulso de alta frecuencia incorporado para que el voltaje de compensación residual del material Hall se controle de manera adecuada.

El desplazamiento residual podría surgir normalmente debido a un sobremoldeo del dispositivo, discrepancias de temperatura o debido a otras situaciones estresantes relevantes.

La característica anterior hace que estos dispositivos lineales tengan un voltaje de salida en reposo significativamente estable, bien inmunes a todo tipo de impactos negativos externos en el dispositivo.

Usando un IC de efecto Hall lineal

El IC de efecto Hall se puede conectar con la ayuda de las conexiones dadas, donde los pines de suministro deben ir a los respectivos terminales de voltaje de CC (regulados) .Los terminales de salida se pueden conectar a un voltímetro debidamente calibrado que tenga una sensibilidad que coincida con la salida de Hall. abarcar.

Se recomienda conectar un condensador de derivación de 0,1 uF directamente a través de los pines de suministro de los circuitos integrados para proteger el dispositivo del ruido eléctrico inducido externamente o de frecuencias parásitas.

Después de encenderlo, el dispositivo puede requerir unos minutos de período de estabilización durante los cuales no debe operarse con un campo magnético.

Una vez que el dispositivo se estabiliza internamente por temperatura, puede estar bajo la influencia de un campo magnético externo.

El voltímetro debe registrar inmediatamente una desviación correspondiente a la fuerza del campo magnético.

Identificación de la densidad de flujo

Para identificar la densidad de flujo del campo magnético, el voltaje de salida del dispositivo se puede trazar y ubicar sobre el eje Y de una curva de calibración, la intersección del nivel de salida con la curva de calibración confirmaría la densidad de flujo correspondiente en el eje X curva.

Áreas de aplicación de efecto Hall lineal

  1. Los dispositivos lineales de efecto Hall podrían tener diversas áreas de aplicación, algunas de ellas se presentan a continuación:
  2. Medidores de detección de corriente sin contacto para detectar la corriente que pasa externamente a través de un conductor.
  3. Medidor de detección de potencia, idéntico al anterior (medición de vatios-hora) Detección de punto de disparo de corriente, donde un circuito externo está integrado con una etapa de detección de corriente para monitorear y disparar un límite de sobrecorriente especificado.
  4. Medidores de galgas extensométricas, donde el factor de deformación se acopla magnéticamente con el sensor Hall para proporcionar las salidas previstas.
  5. Aplicaciones de detección sesgada (magnéticamente) Detectores de metales ferrosos, donde el dispositivo de efecto Hall está configurado para detectar el material ferroso a través de la detección de fuerza de inducción magnética relativa Detección de proximidad, al igual que la aplicación anterior, la proximidad se detecta aproximando la fuerza magnética relativa sobre el Hall dispositivo.
  6. Joystick con detección de posición intermedia Detección de nivel de líquido, otra aplicación de detección relevante del dispositivo Hall. Otras aplicaciones similares que involucran la fuerza del campo magnético como medio principal junto con el dispositivo de efecto Hall son: Detección de temperatura / presión / vacío (con conjunto de fuelles) Detección de posición de válvula de aire o acelerador Potenciómetros sin contacto.

Diagrama de circuito con sensor de efecto Hall

El sensor de efecto Hall explicado anteriormente se puede configurar rápidamente a través de algunas partes externas para convertir el campo magnético en pulsos de alternancia eléctrica para controlar una carga. El diagrama de circuito simple se puede ver a continuación:

En esta configuración, el sensor de efecto Hall convertirá un campo magnético dentro de una proximidad especificada y lo convertirá en una señal analógica lineal a través de su pin 'out'.

Esta señal analógica se puede utilizar fácilmente para impulsar una carga o para alimentar cualquier circuito de conmutación deseado.

Cómo aumentar la sensibilidad

La sensibilidad del circuito de efecto Hall básico anterior podría aumentarse agregando un transistor PNP adicional, con el NPN existente, como se muestra a continuación:

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