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Was sollten Sie über Hall-Effekt-Sensoren wissen?

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Was sollten Sie über Hall-Effekt-Sensoren wissen?

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Hall-Effekt-Sensoren liefern einen linearen oder digitalen Ausgang. Das Ausgangssignal des linearen (analogen) Sensors wird direkt vom Ausgang des Operationsverstärkers abgenommen, und die Ausgangsspannung ist proportional zum Magnetfeld, das den Hall-Sensor durchdringt. Lineare oder analoge Sensoren liefern eine kontinuierliche Ausgangsspannung, die bei einem starken Magnetfeld zunimmt und bei einem schwachen Magnetfeld abnimmt. Bei Hall-Effekt-Sensoren mit linearem Ausgang steigt mit zunehmender Stärke des Magnetfelds auch das Ausgangssignal des Verstärkers, bis es die von der Stromversorgung vorgegebenen Grenzen zu sättigen beginnt. Jede weitere Erhöhung des Magnetfelds hat keinen Einfluss auf das Ausgangssignal, sondern führt zu einer weiteren Sättigung. Wenn der durch den Hallsensor fließende Magnetfluss einen voreingestellten Wert übersteigt, schaltet der Ausgang des Geräts zwischen seinen "Aus"-Zuständen schnell in den "Ein"-Zustand um, ohne dass es zu einem Kontaktprellen kommt.

Wenn sich der Sensor in das Magnetfeld hinein und aus ihm heraus bewegt, eliminiert diese eingebaute Hysterese jegliche Oszillationen im Ausgangssignal. Der digitale Ausgangssensor hat dann nur zwei Zustände, "EIN" und "AUS". Es gibt zwei Grundtypen von digitalen Hall-Effekt-Sensoren, bipolare und unipolare. Bipolare Sensoren benötigen ein positives Magnetfeld (Südpol), um sie zu betätigen, und ein negatives Magnetfeld (Nordpol), um sie freizugeben, während unipolare Sensoren nur einen magnetischen Südpol benötigen, um sie in das Magnetfeld einzuschalten und wieder auszuschalten. Die meisten Halleffekt-Geräte können keine großen elektrischen Lasten direkt schalten, da ihre Ausgangsleistung sehr gering ist, etwa 10 bis 20 mA. Für hohe Stromlasten kann ein NPN-Transistor mit offenem Kollektor (Stromsenke) an den Ausgang angeschlossen werden. Der Transistor arbeitet als NPN-Absorptionsschalter in seinem Sättigungsbereich. Solange die angelegte magnetische Flussdichte höher ist als der voreingestellte "ON"-Punkt, wird die Ausgangsklemme mit Masse kurzgeschlossen. Der Ausgangsschalttransistor kann ein offener Emittertransistor oder ein offener Kollektortransistor sein, oder beide bieten eine Push-Pull-Ausgangskonfiguration, die genug Strom ziehen kann, um viele Lasten, einschließlich Relais, Motoren, LEDs und Leuchten, direkt zu betreiben.