Hall-effekt sensorer

Hall-effektsensorer reagerar på magnetfält. Det finns olika typer av sensorer beroende på hur utspänningen ska bete sig i förhållande till magnetfältet.

Analog, linjär: Ger en kontinuerlig utspänning som är proportionell mot magnetfältets styrka. Utspänningen varierar linjärt med fältets intensitet, från ett lågt till ett högt värde.

Digital: Ger en diskret utsignal, hög eller låg, baserad på sensorns tröskelvärden.

Bistabil (latching): Växlar läge när magnetfältet överskrider sitt tröskelvärde med en viss polaritet, till exempel nordpol. Utgången förblir kvar i detta läge även om magnetfältet tas bort. För att växla tillbaka krävs ett magnetfält med motsatt polaritet, till exempel sydpol, som passerar motsvarande tröskel.

Unipolär: Reagerar på en polaritet, till exempel sydpol. Återgår till opåverkat läge när magnetfältet försvinner.

Omnipolär: Reagerar på båda polariteterna, nord och syd. Återgår till opåverkat läge när magnetfältet försvinner.

Bipolär: Kräver motsatt polaritet för återställning.

Ratiometrisk: En ratiometrisk Hall-sensor producerar en analog utspänning som är proportionell mot både det applicerade magnetfältet och drivspänningen. Det innebär att sensorns utgång skalar linjärt med matspänningen.
När magnetfältet är noll motsvarar utspänningen halva drivspänningen, alltså 2.5 V vid 5 V drivspänning. Vid positivt magnetfält ökar utspänningen uppåt (mot 5 V), medan den vid negativt magnetfält minskar nedåt (mot 0 V).

Magnetoresistiva (MR) sensorer detekterar magnetfält genom att mäta förändringar i den elektriska resistansen hos ett ferromagnetiskt material. De används för att uppnå högre känslighet och bättre upplösning, särskilt vid svaga magnetfält.

Hysteres: Används i t.ex. termostater och sensorer för att undvika snabba på-av-cykler vid gränsvärden, vilket stabiliserar systemet. I reglerteknik förebygger det oönskade oscillationer nära jämviktsläget.
Utan hysteres skulle små variationer i magnetfältet, elektriskt brus eller mekaniska vibrationer kunna få utgången att snabbt växla fram och tillbaka runt tröskeln. Med hysteres får man en definierad och reproducerbar omkoppling, vilket är särskilt viktigt i applikationer som varvtalsmätning, lägesdetektering och gränslägesbrytare.
Storleken på hysteresen anges normalt i magnetisk flödestäthet, till exempel i millitesla eller gauss. En större hysteres ger högre immunitet mot störningar men sämre upplösning i lägesbestämning, medan en mindre hysteres ger högre känslighet men kräver en renare miljö. Valet av hysteres är därför en konstruktionsparameter som anpassas efter applikationens krav.