Klantpaneel
In uw winkelwagen
Laat zich registreren

Hall-sensor - hoe controleer ik zijn werking?

2020-11-13

Hall

In de meeste populaire toepassingen worden Hall-sensors gebruikt als contactloze schakelaars. Meestal worden voor deze functie schakelingen in 3-pinsbehuizingen gebruikt, die complete signaalconditioneringscircuits bevatten met een binaire uitgang. Het is dus niet zozeer een sensor als wel een Hall-schakelaar. Zo'n systeem kunt u eenvoudig controleren als u het type kent. Wanneer u te maken heeft met een niet-geïdentificeerd element, moet u op zijn minst minimale kennis hebben van de werking van een Hall-sensor om hem te kunnen controleren. Dit artikel biedt een pakket aan noodzakelijke informatie.

Hall-sensor - basisinformatie

De meeste Hall-schakelaars in behuizingen met 3 uiteinden van het type TO-92 of TO-92UA hebben uitgangen die volgens het volgende schema zijn gerangschikt: 1 – Vdd, 2 – massa, 3 – uitgang. Hun nummering is hetzelfde als die van de transistor. Bij SMD-sensors is de situatie minder eenduidig, omdat u hier de behuizingen SOT-23, SOT-223, SO-8 of andere speciale behuizing kunt tegenkomen.

Hoewel de SOT-23- en SOT-223-behuizingen bekend staan om hun transistors en de nummering van de pinnen overeenkomt met het bovenstaande schema van de pin-indeling, kan de situatie in andere typen behuizingen compleet anders zijn en zonder documentatie van de Hall-sensor of op zijn minst kennis van de fabrikant, is het moeilijk om te bepalen welke pinnen zijn bestemd voor voeding of aansluiting van de sensorinterface.

De Hall-sensors, ooit ook wel hallotrons genaamd, zijn zo populair geworden dankzij de integratie van een sensor, conditioneringssysteem, Schmitt-trigger en de uitgangsversterkers in één behuizing, waardoor deze systemen in de industrie kunnen worden gebruikt als magnetisch-velddetectors. In die situatie, als u te maken heeft met een uitgang met tweestanden van het type aan/uit, moet u ze echter geen Hall-sensor noemen, maar eigenlijk Hall-schakelaar. Deze termen worden echter vaak (niet alleen in spreektaal, maar ook in de catalogi van de fabrikanten) door elkaar gehaald.

Bekijk Hall-sensors in het aanbod van TME

Hall-schakelaars kunnen werken in de volgende modi:

  • Bipolaire Hall-sensor

Om de toestand van de schakelaaruitgang te veranderen, is een magnetisch veld met de juiste sterkte en noord- of zuidpolariteit vereist. Als de sensor in een dergelijk veld wordt geplaatst, verandert de sensoruitgang van toestand en blijft hij in die toestand tot hij in een veld met tegenovergestelde polariteit wordt geplaatst. Er wordt ook wel gezegd dat deze systemen een uitgang van het type "grendel" (latch) hebben.

  • Unipolaire positieve Hall-sensor

De uitgang van deze schakelaar wordt geactiveerd door een voldoende sterk, positief magnetisch veld (pool "S"). De uitgang wordt gedeactiveerd zodra dit veld verdwijnt (bij een waarde onder de activeringsdrempel).

  • Unipolaire negatieve Hall-sensor

De uitgang van deze schakelaar wordt geactiveerd door een voldoende sterk, negatief magnetisch veld (pool "N"). De uitgang wordt gedeactiveerd zodra dit veld verdwijnt (bij een waarde onder de activeringsdrempel).

Hoe controleer ik de werking van een Hall-sensor?

Voor het controleren van de sensor is kennis van het Hall-verschijnsel en een voeding of batterij en een sterke magneet voldoende. Eerst brengt u een spanning met een positieve polarisatie aan op pin 1. Als tweede verbindt u de negatieve pool van de voeding met pin 2. De waarde van de voedingsspanning kunt u schatten op basis van de schakelapplicatie. Schakelaars in miniatuurbehuizingen, bedoeld voor draagbare apparaten, hebben doorgaans een voedingsspanning van 3 V. De spanning van grotere systemen voor industriële toepassingen bevindt zich meestal binnen het bereik van 5 tot 12 V. Helaas is dit geen regel en als u niet beschikt over exacte gegevens uit het datablad, moet u er rekening mee houden dat experimenteren met de voedingsspanning het schakelaarsysteem kan beschadigen of onvoldoende gevoeligheid zal opleveren.

Nadat u de voedingsspanning tussen de vrije pin van de Hall-sensor en de aarde heeft aangebracht, schakelt u de voltmeter in. Nu nadert u met een van de polen van een sterke magneet loodrecht de kop van de sensor. Afhankelijk van het type schakelaar verandert de spanning aan de uitgang in stappen, of na nadering van de "S"- of "N"-pool. In het geval van een bipolaire schakelaar bereikt u dit effect door naderen/terugtrekken, draaien (polariteitsverandering) en opnieuw naderen/terugtrekken van een van de magneetpolen. Als de spanning fluctueert zoals verwacht, werkt de schakelaar waarschijnlijk naar behoren en is deze klaar voor gebruik.

Gebruik en montage van de Hall-sensor

Nadat u het functioneren van de hallotron heeft gecontroleerd, kunt u overgaan op de uiteindelijk applicatie. Houd u hierbij aan een paar basisregels.

Het uitgangssignaal van de Hall-sensor verandert in overeenstemming met de sinuswaarde van de hoek tussen het sensoroppervlak en de resulterende vector van de magnetische veldsterkte. Het signaal is maximaal als de magnetische veldlijnen loodrecht op het sensoroppervlak staan en minimaal wanneer ze er parallel aan lopen. De fabrikant kalibreert de sensors onder ideale omstandigheden, zodat bij echte toepassingen rekening moet worden gehouden met mogelijke fouten als gevolg van de hoek waaronder het Hall-schakelaarsysteem ten opzichte van de krachtlijnen van het magnetisch veld is geplaatst.

Ook is het belangrijk om de juiste Hall-schakelaar te kiezen bij de magneet of de magneet bij de schakelaar. In sommige toepassingen, bijvoorbeeld bij het bepalen van de positie van een draaiend object, kan het voorkomen dat het uitgangssignaal al beschikbaar is wanneer de magneet alleen de systeembehuizing nadert, niet wanneer hij er precies onder zit.

Hoewel moderne Hall-sensors werken bij uiteenlopende temperaturen, kunnen die een sterke invloed hebben op de parameters. Bij het kiezen van een Hall-schakelaar voor een toepassing, is het de moeite waard om te letten op het bereik aan omgevingstemperaturen waarin hij kan worden gebruikt.

Het is ook nuttig om te letten op de beperking van de belastingsstroom. Niet elke Hall-schakelaar is geschikt voor het aansturen van een relais of een controlelampje. Sommigen hebben een uitgang met een kleine belastingsstroom, geschikt voor voeding van de ingang van een CMOS- of TTL-systeem. Vergeet niet dat de belastingsstroom de temperatuur van de schakelaarstructuur en dus de gevoeligheid rechtstreeks beïnvloedt.

Kies de behuizing en het type op basis van de beoogde toepassing. Het materiaal van de TO-92-behuizing van de Hall-sensor is meestal kwetsbaar en gemakkelijk te beschadigen. Volgens zeggen is het makkelijk om de tere aansluitingen af te scheuren. Daarom moet u er bij het monteren van het schakelsysteem in de toepassing, met name op een lange kabel, voor zorgen dat de aansluitingen goed vastzitten, bijvoorbeeld door ze op de printplaat te solderen of door de kabel op de juiste manier aan de beschermkap te bevestigen.

VERDER LEZEN

Uw browser wordt niet meer ondersteund, download een nieuwe versie

Chrome Chrome Download
Firefox Firefox Download
Internet explorer Internet Explorer Download