Qu’est-ce que l’effet Hall ?

Les capteurs magnétiques sont des dispositifs à semi-conducteurs qui peuvent être utilisés dans de nombreux types d’application tels que la détection de la position, de la vitesse ou du mouvement directionnel. Ils constituent un large choix de capteurs pour les concepteurs d’électronique en raison de leur fonctionnement sans contact et sans usure, de leur faible maintenance, de leur conception robuste et, en tant que dispositifs étanches à effet Hall, ils sont immunisés contre les vibrations, la poussière et l’eau.

Les capteurs magnétiques sont conçus pour répondre à une large gamme de champs magnétiques positifs et négatifs dans une variété d’applications différentes. Un type de capteur magnétique dont le signal de sortie est fonction de la densité du champ magnétique qui l’entoure est appelé capteur à effet Hall.

Qu’est-ce que l’effet Hall ?

L’effet Hall est un phénomène qui a été découvert par Edwin Hall en 1879. Il a remarqué que lorsque le courant circule à travers un conducteur et est exposé à un champ électromagnétique, la tension présente est perpendiculaire au courant et au champ magnétique. La découverte de cet effet nous a permis de détecter facilement des champs magnétiques.Le détecteur effet Hall est un circuit intégré à base de semi-conducteurs avec des plaques de hall qui permet de détecter la présence proportionnelle au champ magnétique et de son intensité., et de générer une tension.

Les capteurs à effet Hall sont des dispositifs qui sont activés par un champ magnétique externe. Lorsque la densité de flux magnétique autour du capteur dépasse un certain seuil prédéfini, le capteur le détecte et génère une tension de sortie appelée tension de Hall.

Les capteurs à effet Hall consistent essentiellement en une fine pièce de matériau semi-conducteur rectangulaire de type p, comme l’arséniure de gallium (GaAs), l’antimoniure d’indium (InSb) ou l’arséniure d’indium (InAs), traversée par un courant continu. Lorsque le dispositif est placé dans un champ magnétique, les lignes de flux magnétique exercent une force sur le matériau semi-conducteur qui dévie les porteurs de charge, les électrons et les trous, de part et d’autre de la plaque de semi-conducteur. Ce mouvement des porteurs de charge est le résultat de la force magnétique (élément conducteur) qu’ils subissent en traversant le matériau semi-conducteur.

L’effet Hall fournit des informations concernant le type de pôle magnétique et l’amplitude du champ magnétique. Par exemple, un pôle sud entraînerait la production d’une tension de sortie par le dispositif, tandis qu’un pôle nord n’aurait aucun effet. Généralement, les capteurs et les interrupteurs à effet Hall sont conçus pour être en position « OFF » (circuit ouvert) lorsqu’il n’y a pas de champ magnétique. Ils ne se mettent en marche (état de circuit fermé) que lorsqu’ils sont soumis à un champ magnétique d’une intensité et d’une polarité suffisantes.

Qu’ils soient unipolaires ou bipolaires, les capteurs à effet Hall sont très populaires pour les applications de détection à grande vitesse telles que les machines à laver ou de compte tours. Les capteurs d’effet Hall analogiques sont utilisés dans la détection de la position de cadran. Dans les appareils comme les machines à café, les capteurs de niveau sont utilisés pour surveiller les niveaux de fluide. Les capteurs effets Hall peuvent également être utilisés comme capteurs de vitesse et plus particulièrement de vitesse de rotation et sens de rotation.

Les capteurs à effet Hall sont disponibles avec des sorties linéaires ou numériques. Le signal de sortie pour les capteurs linéaires (analogiques) est pris directement sur la sortie de l’amplificateur opérationnel, la tension de sortie étant directement proportionnelle au champ magnétique passant par le capteur à effet Hall. Les capteurs linéaires ou analogiques donnent une tension de sortie continue qui augmente avec un champ magnétique fort et diminue avec un champ magnétique faible. Dans les capteurs à effet Hall à sortie linéaire, lorsque l’intensité du champ magnétique augmente, la tension de sortie est plus élevée.

Si nous faisons une comparaison capteur à effet hall avec la technologie Reed :

• Les deux technologies sont sans contacts
• Le capteur Reed a une consommation nulle, contrairement au capteur a effet Hall qui consomme 20mA en continu
• Le capteur à effet Hall peut donner des informations proportionnelles au champ magnétique contrairement à la technologie Reed qui ne fonctionne uniquement de manière binaire
• Le packaging du capteur à effet Hall est de très petites dimensions

Fonctionnement du capteur

Littelfuse propose un large éventail d’aimants surmoulé, dans les formes et dimensions identiques aux capteurs, dans différents matériaux : ferrites, alnico ou terre rare, du plus économique au plus performant. Littelfuse propose une gamme standard de capteurs de courant et nous vous proposons également la possibilité de modifiés les packages des produits standard existants tels que l’ajout de connecteurs, le changement de taille ou de longueur du fil, ou de réaliser à votre demande un design complet de votre composant afin de faciliter son utilisation. Littelfuse est spécialisé dans le développement de produit sur mesure, pour répondre au besoin spécifique à la demande des clients, dans les deux technologies REED et à Effet hall. Nous pouvons réaliser des premières pièces en utilisant des outillages prototypes, l’usine de production possède un simulateur magnétique pour étudier la faisabilité de votre projet.