Dispozitive cu efect Hall liniare In gama larga de senzori si traductoare ce sunt pusi la dispozitie de catre firma Aurocon COMPEC se gasesc si elemente senzoriale cu efect Hall. Pe langa senzorii uzuali de tip switch, pot fi achizitionati si senzori liniari, ce pot fi utilizati in aplicatii de pozitionare, monitorizare, traductoare de curent e.t.c.
Senzorii cu efect Hall de tip switch de proximitate sunt foarte cunoscuti si apreciati in numeroase aplicatii. Raspunsul circuitului este normal 0 logic cand campul magnetic perpendicular pe suprafata acestuia este sub o valoare de prag. Cand campul depaseste aceasta valoare iesirea din circuit trece pe 1 logic.
Alaturi de acesti senzori, firma Aurocon COMPEC pune la dispozitie o serie de dispozitive cu variatie liniara a marimii de iesire, si a caror functionare se bazeaza pe efectul Hall. Din categoria acestor senzori liniari cu efect Hall vor fi prezentati pe scurt senzori miniaturali - circuit integrat, si senzorii LOHET I si II.
1. Circuit integrat miniatural cu efect Hall cu iesire liniara - capsula compacta cu 4 pini. Acest dispozitiv are doua marimi de iesire diferentiale. Tensiunea pe una dintre iesiri creste liniar in timp ce pe cealalta descreste, la o crestere a densitatii de flux magnetic peste ±40mT. Ca aplicatii tipice pentru acest tip de circuit pot fi monitorizarea campului magnetic in vecinatatea transformatoarelor si cablurilor, senzori de curent cu inalta izolatie, elemente senzoriale in sisteme de control. Senzorul are marele avantaj ca este imun la cresteri mari ale densitatii fluxului magnetic.
Valori maxime admise: tensiune de alimentare +12Vdc; Curent de iesire 20mA; Frecventa de lucru 100kHz; temperatura de lucru 40°C la +100°C; Temperatura de pastrare de la -55°C la +150°C.
Caracteristici electrice
2.Senzori cu efect Hall, liniari LOHET I si II
Aceste dispozitive analogice au menirea de a produce o tensiune de iesire proportionala cu intensitatea campului magnetic la care sunt expuse. Exista doua tipuri principale de astfel de senzori LOHET I si LOHET II, fiecare fiind la randul sau realizat in mai multe variante.
LOHET I - este un senzor de pozitie cu efect Hall ce raspunde atat la campul magnetic generat de magneti permanenti, cat si la cel dat de electromagneti. Dispozitvul este realizat pe un strat subtire de ceramica avand trei pini PCB standard. Traductorul functioneaza la o alimentare intre 8-16V (caracteristicile ce urmeaza sunt raportate la o alimentare de 12 V) Timpul maxim de raspuns este de 3”s, iar tensiunea de iesire va creste liniar cu campul magnetic, pana la un nivel de +400 Gauss, la care tensiunea va fi de 9.0 V. Tensiunea de iesire la 0 Gauss este 6V ± 0.6V, iar la -400 Gauss, tensiunea nominala va fi de 3.0V. Sensibilitatea este de 7.5±0.2 mV/gauss
LOHET II - este un senzor cu efect Hall de inalta performanta. Dispozitivul utilizeaza in constructie un nou circuit integrat cu efect Hall, care ii confera stabilitate crescuta la variatii de temperatura de aproape 10 ori mai buna decat in cazul lui LOHET I. Exista mai multe dispozitive de acest tip: pentru uz general, deriva (drift) mica, inalta sensibilitate, protectie la zgomot.
Traductoare de curent Aceste dispozitive utilizand in constructie LOHET I sau II, au rolul de a monitoriza curentul si de a produce un semnal de iesire proportional cu acesta. Avand un semnal liniar, ce poate urmari forma de unda a curentului monitorizat, le face ideale in cazul necesitatii unor elemente de feedback pentru sistemele de comanda de motoare sau alte aplicatii similare. Aceste traductoare utilizeaza un design cu gaura de trecere, ce simplifica instalarea, eliminand necesitatea conectarii directe, minimizand pierderea de energie, oferind si o izolatie a semnalului de iesire fata de curentul ce il genereaza.
Cand curentul ce trece prin conductor este 0, iesirea traductorului va indica o jumatate din tensiunea de alimentare. In functie de sensul curentului tensiunea de iesire va creste sau scade catre 75%, respectiv 25% din tensiunea de alimentare, proportional cu valoarea curentului. Aplicatii: comanda motoarelor cu variatie de viteza, diagnosticare auto (ex. detector de stare baterie), detectoare de scurtcircuit, protectie la suprasarcina motoare, monitorizare curent in diferite circuite de putere.
Determinarea pozitiei cu ajutorul traductoarelor liniare cu efect Hall
In cele ce urmeaza vor fi prezentate cateva aplicatii simple de determinare a pozitiei cu ajutorul traductoarelor cu efect Hall liniare. Diferenta dintre ele consta in modalitatea prin care sisteme magnetice influenteaza traductorul de tip Hall, iar alegerea depinde de cerintele si performantele aplicatiei date.
Metoda unipolara de determinare a pozitiei
Unul dintre polii unui magnet este deplasat catre sau dinspre traductorul LOHET 1, reprezentand un senzor de pozitie. Cand magnetul este departe (in functie de raza de actiune) campul magnetic generat tinde spre 0, iar iesirea senzorului indica 6 V la o alimentare de 12 V (LOHET I). Daca polul sud al magnetului este apropiat de senzor, campul magnetic la suprafata sensibila creste in sens pozitiv. Tensiunea de iesire va creste liniar cu campul magnetic pana la pragul de +400 Gauss, cand iesirea va fi de 9 V. Iesirea ca functie de distanta nu este liniara, dar pe distante mici poate fi considerata asa.
Metoda bipolara de determinare a pozitiei
Cand magnetii sunt deplasati spre catre stanga, traductorul primeste efectul unui puternic camp magnetic negativ, dat de magnetul 2, iesirea senzorului (LOHET I) ajungand la 3 V. Atunci cand senzorul se afla la egala distanta intre cei doi magneti campurile magnetice ale acestora se anuleaza reciproc. Iesirea senzorului va fi de 6 V. La o deplasare spre dreapta iesirea senzorului tinde spre 9 V. Aceasta abordare ofera o buna acuratete si rezolutie, utilizand deasemenea intreaga plaja a traductorului. Iesirea este liniara pe o plaja in jurul valorii de 0.
Sistem polarizat pentru determinarea pozitiei
Este o varianta a pozitionarii bipolare, in care insa unul dintre magneti este fix. Atunci cand magnetul mobil este indepartat, senzorul (LOHET I) este supus unui camp magnetic negativ generat de magnetul fix de polarizare. La apropierea magnetului mobil, efectul celor doua campuri se combina, iar odata cu continuarea apropierii campul devine pozitiv. Aceasta abordare confera o mare simplitate mecanica.
Identificarea pozitiei cu sistem glisant
Intre magnet si senzorul LOHET I se mentine o distanta mica,controlata. La miscarea intr-o parte sau alta, campul "vazut" de senzor devine negativ in apropierea polului nord si pozitiv in apropierea polului sud. Cursa ce poate fi astfel masurata depinde de lungimea magnetului utilizat. Caracteristica de iesire in acest caz este cea mai apropiata de liniar dintre toate sistemele prezentate.
Dispozitivele senzoriale bazate pe efect Hall, prezentate de firma Aurocon COMPEC, ofera bune caracteristici atat pentru aplicatii clasice de tip switch, cat si pentru aplicatii ce necesita variatie liniara a marimii de iesire, precum sisteme de identificare a pozitiei, monitorizare de curent e.t.c.
