Czujnik Halla to niezastąpione urządzenie w samochodzie. Jego działanie opiera się na ciekawym zjawisku odkrytym w 1879 roku przez amerykańskiego fizyka E. Halla. Następnie to zjawisko zostało nazwane jego imieniem.
Zasada działania czujnika Halla
Działanie takiego czujnika opiera się na efekcie Halla. Polega ona na tym, że: jeśli półprzewodnik, wzdłuż którego płynie prąd elektryczny, zostanie umieszczony w polu magnetycznym, pojawi się poprzeczna różnica potencjałów (napięcie). To napięcie nazywa się napięciem Halla. Może wahać się od dziesiątek mikrowoltów do setek miliwoltów. W momencie odkrycia efektu Halla nie było dla niego zastosowania przemysłowego. Dopiero 75 lat później wynaleziono cienkie warstwy półprzewodnikowe, które posiadały pożądane właściwości. Z ich pomocą powstał czujnik Halla.
Pierwszy taki czujnik składał się z magnesu trwałego, łopatki wirnika, obwodów magnetycznych, mikroukładu i dwóch przewodów. Miał wiele zasług. Zarządzanie było bardzo łatwe. Gdy sygnał jest podawany na jego wejścia, pojawia się prostokątny impuls, stały w czasie, bez ostrych skoków. Czujnik ten miał niewielkie wymiary (rzędu mikrometra). Jak każdy mikroukład miał swoje wady: wrażliwość na zmiany pola elektrycznego i zbyt wysoką cenę.
Czujniki Halla mogą być analogowe i cyfrowe. Te pierwsze służą do zamiany indukcji pola magnetycznego na napięcie. Cyfrowe określają obecność lub brak pola na danym terenie. Jeśli indukcja pola osiągnie określoną wartość, wyjście czujnika będzie logiczną jednostką, jeśli nie osiągnie logicznego zera. Zarówno czujniki analogowe, jak i cyfrowe wykrywają poprzeczną różnicę potencjałów, która występuje, gdy do półprzewodnika przewodzącego prąd zostanie przyłożone pole magnetyczne.
Zastosowania czujników Halla
Początkowo czujnik Halla był używany w przemyśle motoryzacyjnym. Za jego pomocą określa się kąt położenia wału korbowego lub wałka rozrządu. W starszych pojazdach służy do generowania sygnału iskry.
Czujniki Halla są szeroko stosowane w produkcji amperomierzy zdolnych do wykrywania prądów od 250 mA do tysięcy amperów. Za pomocą czujników można zmierzyć siłę prądu stałego i przemiennego o wysokiej częstotliwości. W takim przypadku będzie on proporcjonalny do indukcji pola magnetycznego, które jest indukowane przez prąd przepływający przez przewodnik.
Czujniki Halla są wykorzystywane w produkcji napędów elektromechanicznych, specjalnych systemów zapewniających działanie elementów wykonawczych w fabrykach i zakładach. W takim przypadku czujniki dostosują prawidłowe położenie mechanizmu.
