Hall-anturi on välttämätön laite autossa. Sen toiminta perustuu mielenkiintoiseen ilmiöön, jonka amerikkalainen fyysikko E. Hall löysi vuonna 1879. Myöhemmin tämä ilmiö nimettiin hänen mukaansa.
Hall-anturin toimintaperiaate
Tällaisen anturin toiminta perustuu Hall-ilmiöön. Se koostuu seuraavista: jos puolijohde, jota pitkin sähkövirta kulkee, sijoitetaan magneettikenttään, poikittainen potentiaaliero (jännite) ilmestyy. Tätä jännitettä kutsutaan Hall-jännitteeksi. Se voi vaihdella kymmenistä mikrovoltista satoihin millivoltteihin. Hall-ilmiön löytämisen aikaan siihen ei ollut teollista sovellusta. Vain 75 vuotta myöhemmin keksittiin ohuet puolijohdekalvot, joilla oli halutut ominaisuudet. Heidän avullaan luotiin Hall-anturi.
Ensimmäinen tällainen anturi koostui kestomagneetista, roottorin terästä, magneettipiireistä, mikropiiristä ja kahdesta johtimesta. Hänellä oli paljon ansioita. Se oli erittäin helppo hallita. Kun signaali syötetään sen tuloihin, ilmestyy suorakulmainen pulssi, vakiona ajassa, ilman teräviä hyppyjä. Tällä anturilla oli pienet mitat (mikrometrin järjestyksessä). Kuten kaikilla mikropiireillä, sillä oli haittoja: herkkyys sähkökentän muutoksille ja liian korkea hinta.
Hall-anturit voivat olla analogisia ja digitaalisia. Ensimmäisiä käytetään magneettikentän induktion muuttamiseen jännitteeksi. Digitaaliset määrittävät kentän läsnäolon tai puuttumisen tietyllä alueella. Jos kentän induktio saavuttaa tietyn arvon, anturin lähtö on looginen yksikkö, jos se ei saavuta loogista nollaa. Sekä analogiset että digitaaliset anturit tunnistavat poikittaisen potentiaalieron, joka tapahtuu, kun magneettikenttä kohdistetaan virtaa kuljettavaan puolijohteeseen.
Hall-anturisovellukset
Aluksi Hall-anturia käytettiin autoteollisuudessa. Sen avulla määritetään kampiakselin tai nokka-akselin asennon kulma. Vanhemmissa ajoneuvoissa sitä käytetään kipinäsignaalin tuottamiseen.
Hall-antureita käytetään laajalti sellaisten ampeerimittareiden valmistuksessa, jotka pystyvät havaitsemaan 250 mA: n ja tuhansien ampeerien väliset virrat. Anturien avulla on mahdollista mitata suurtaajuisen tasa- ja vaihtovirran voimakkuus. Tässä tapauksessa se on verrannollinen magneettikentän induktioon, jonka johtimen läpi kulkeva virta indusoi.
Hall-antureita käytetään sähkömekaanisten taajuusmuuttajien valmistuksessa, erityisissä järjestelmissä toimilaitteiden toiminnan varmistamiseksi tehtaissa ja laitoksissa. Tässä tapauksessa anturit säätävät mekanismin oikean asennon.
