Le capteur à effet Hall ou transducteur à effet Hall est un capteur intégré basé sur l'effet Hall et composé d'un élément Hall et de son circuit auxiliaire. Le capteur Hall est largement utilisé dans la production industrielle, les transports et la vie quotidienne. De la structure interne du capteur à effet Hall, ou en cours d'utilisation, vous constaterez que leaimant permanentest une partie importante du travail. Pourquoi des aimants permanents sont-ils nécessaires pour les capteurs Hall ?
Tout d’abord, partez du principe de fonctionnement du capteur Hall, l’effet Hall. L'effet Hall est une sorte d'effet électromagnétique découvert par le physicien américain Edwin Herbert Hall (1855-1938) en 1879 lors de l'étude du mécanisme conducteur des métaux. Lorsque le courant traverse le conducteur perpendiculairement au champ magnétique externe, le porteur se dévie et un champ électrique supplémentaire sera généré perpendiculairement à la direction du courant et du champ magnétique, entraînant une différence de potentiel aux deux extrémités du conducteur. Ce phénomène est l’effet Hall, également appelé différence de potentiel Hall.
L'effet Hall est essentiellement la déviation des particules chargées en mouvement provoquée par la force de Lorentz dans un champ magnétique. Lorsque des particules chargées (électrons ou trous) sont confinées dans des matériaux solides, cette déviation conduit à l'accumulation de charges positives et négatives dans la direction perpendiculaire au courant et au champ magnétique, formant ainsi un champ électrique transversal supplémentaire.
Nous savons que lorsque les électrons se déplacent dans un champ magnétique, ils sont affectés par la force de Lorentz. Comme ci-dessus, regardons d'abord l'image de gauche. Lorsque l’électron se déplace vers le haut, le courant qu’il génère se déplace vers le bas. Eh bien, utilisons la règle de la main gauche, laissons la ligne de détection magnétique du champ magnétique B (tirée dans l'écran) pénétrer dans la paume de la main, c'est-à-dire que la paume de la main est vers l'extérieur et pointons quatre doigts vers le direction actuelle, soit quatre points vers le bas. Ensuite, la direction du pouce est la direction de la force de l’électron. Les électrons sont forcés vers la droite, de sorte que la charge dans la plaque mince s'incline d'un côté sous l'action du champ magnétique externe. Si l’électron s’incline vers la droite, une différence de potentiel se formera sur les côtés gauche et droit. Comme le montre la figure de droite, si le voltmètre est connecté aux côtés gauche et droit, la tension sera détectée. C’est le principe de base de l’induction en salle. La tension détectée est appelée tension induite par Hall. Si le champ magnétique externe est supprimé, la tension Hall disparaît. S'il est représenté par une image, l'effet Hall ressemble à la figure suivante :
i : direction du courant, B : direction du champ magnétique externe, V : tension Hall, et les petits points dans la boîte peuvent être considérés comme des électrons.
D'après le principe de fonctionnement du capteur Hall, on peut constater que le capteur à effet Hall est un capteur actif, qui doit nécessiter une alimentation externe et un champ magnétique pour fonctionner. Compte tenu des exigences de petit volume, de légèreté, de faible consommation d'énergie et d'utilisation pratique dans l'application du capteur, un simple aimant permanent plutôt qu'un électro-aimant complexe est utilisé pour fournir le champ magnétique externe. De plus, dans les quatre principaux types d'aimants permanents,SmCoetTerre rare NdFeBles aimants présentent des avantages tels que des propriétés magnétiques élevées et une stabilité de fonctionnement stable, ce qui peut permettre au transducteur ou au capteur à effet Hall haute performance d'atteindre la précision, la sensibilité et des mesures fiables. Par conséquent, NdFeB et SmCo utilisent davantageAimants transducteurs à effet Hall.
Heure de publication : 10 septembre 2021