Wie funktioniert ein Hall-Effekt-Raddrehzahlsensor?

Aber ich war neugierig, wie der Magnet und der Rotor interagieren, um das Feld zu ändern, um ein Signal zu erzeugen.

Diese Art von Sensor ist als "Sensor mit variabler Reluktanz" bekannt.

Magnetfelder bilden Schleifen, und Sie können sich den Weg, dem das Feld folgt, als "Magnetkreis" vorstellen. Die Schaltung enthält einen Dauermagneten (entspricht einer Batterie) und Materialien mit unterschiedlichen Widerständen (entspricht einem Widerstand). Stahl hat einen niedrigen Widerstand, während Luft einen sehr hohen Widerstand hat. Die Feldstärke entspricht dem Strom.

In diesem Fall umfasst der Schaltkreis den Magneten, das Zahnrad und die anderen Stahlkonstruktionen, die sie relativ zueinander halten. Wenn sich das Zahnrad dreht, vergrößert und verkleinert es periodisch den Luftspalt im Magnetkreis, wodurch die durch den Hallsensor tretende Feldstärke direkt verringert bzw. erhöht wird.

Das Magnetfeld ändert sich jedes Mal ein wenig, wenn ein Zahn am Zahnrad vorbeigeht.

Dies verursacht eine winzige Änderung der Spannung am Hallsensor.

Die winzige Spannungsänderung wird verstärkt und dann durch einen Komparator geleitet, der jedes Mal, wenn er einen Zahn erkennt, ein schönes Rechtecksignal ausgibt.

Sie sollten sich wirklich ansehen, wie Hall-Effekt-Sensoren funktionieren.

Wie es funktioniert, ist faszinierend, und die extrem geringe Größe des Effekts (und was es braucht, um einen einfachen, zuverlässigen und benutzerfreundlichen Sensor herzustellen) sollte Sie den Einfallsreichtum dieser unbesungenen Ingenieure schätzen lassen, die dafür sorgen, dass es "einfach funktioniert".

Sie haben im Grunde ein Physiklabor voller Präzisionsinstrumente, die in einem kleinen Chip verpackt sind.

Der grundlegende Effekt wird dadurch verursacht, dass der Magnet die Elektronen ablenkt, die sich in einer Richtung durch einen Leiter bewegen. Das Magnetfeld lässt sie einen leicht gekrümmten Weg nehmen, was dazu führt, dass mehr Elektronen auf der Seite fließen. Das Ergebnis ist eine Spannung über dem Leiter senkrecht zum Stromfluss. (Paraphrasiert aus Wikipedia.)

So ziemlich jede (relativ) plötzliche Änderung des Magnetfelds verursacht einen Impuls im Ausgang.

Wenn Sie einen solchen Sensor so verkabeln, dass er funktioniert, können Sie die Ausgabe mit einem Oszilloskop beobachten.

Wenn Sie mit der Spitze eines Schraubendrehers über die Vorderseite des Sensors schwenken, werden Impulse angezeigt.

Wie weit der Schraubendreher (oder ein anderer magnetischer Gegenstand) vom Sensor entfernt sein kann, hängt davon ab, wie stark der Magnet ist und wie empfindlich der Hallsensor ist – was davon abhängt, wie dünn der Innenleiter des Sensors ist. Dünner ist empfindlicher.

Die ursprünglichen Experimente verwendeten Blattgold als Leiter im Sensor und ziemlich hohe Ströme, um eine ausreichend hohe Spannung zu erhalten, um detektierbar zu sein.

Es gibt Hallsensoren mit und ohne Magnete im Inneren. Der Hallsensor detektiert das Magnetfeld und erkennt somit den im Sensor befindlichen Permanentmagneten. Wenn ein eisenhaltiges Objekt, wie z. B. ein Zahnradzahn aus Stahl, in die Nähe des Sensors kommt, führt dies dazu, dass mehr magnetische Flusslinien des Permanentmagneten durch die Spule laufen, was im Wesentlichen dazu führt, dass das Mittel stärker auf den Hallsensor einwirkt. Das wird vom Hallsensor erfasst.

Weitere Informationen finden Sie unter dem folgenden Link The Sensor Shack - Hall-Effekt-Sensoren