Hall-Effekt-Sensoren spielen eine entscheidende Rolle in der modernen Sensortechnik. Sie ermöglichen berührungslose, hochpräzise Messungen und werden in zahlreichen Branchen eingesetzt – von der Automobilindustrie über die Industrieautomation bis hin zu sicherheitskritischen Anwendungen.
Funktionsweise von Hall-Effekt-Sensoren
Hall-Effekt-Sensoren basieren auf dem Hall-Effekt. Dieses physikalische Prinzip wurde im
Jahr 1879 vom Physiker Edwin Hall entdeckt und beschreibt, wie ein elektrisches
Spannungsfeld entsteht, wenn ein stromdurchflossenes Material einem Magnetfeld
ausgesetzt wird.
Wie funktioniert ein Hall-Effekt-Sensor?
- Ein Strom fliesst durch ein Halbleitermaterial.
- Trifft ein Magnetfeld senkrecht auf das Material, entsteht eine elektrische Spannung
senkrecht zum Stromfluss und zur Richtung des Magnetfeldes – die sogenannte Hall-
Spannung. - Diese Spannung ist proportional zur Stärke des Magnetfelds und kann gemessen und in
ein elektrisches Signal umgewandelt werden.
Durch eine geschickte Anordnung mehrerer Hall-Elemente kann statt der Feldstärke die
Feldrichtung im 2D- oder 3D-Raum gemessen werden. Weiter werden dadurch
Temperatureffekte von Hall-Elementen und Magneten kompensiert. Es ist sogar möglich,
magnetische Störfelder zu unterdrücken. Dadurch wird die Messung mit Hall-Effekt-
Sensoren äusserst zuverlässig. Die berührungslose und somit verschleissfreie Messung
eignet sich ideal für anspruchsvolle Anwendungen.
Wofür werden Hall-Effekt-Sensoren eingesetzt?
Hall-Effekt-Sensoren sind äusserst vielseitig und finden in zahlreichen Bereichen
Anwendung:
Schaltelemente
- Einfache Hall-Schalter erkennen beispielsweise, ob die Kühlschranktür geschlossen ist,
- das Notebook zugeklappt wurde oder der Sicherheitsgurt im Auto angelegt wurde.• Pulsgeber erlauben in Kombination mit einem Magneten auf einem rotierenden Teil die Zählung von Umdrehungen – so etwa beim ABS-Sensor im Auto.
- Hall-Sensoren ermöglichen robuste, verschleissfreie Betätigungsknöpfe für Türöffner, Automaten und weitere Human-Machine-Interfaces (HMI).
Messgeräte
- Magnetfeldmessgeräte dienen zur Qualitätssicherung bei der Magnetherstellung.
- In Smartphones und vergleichbaren Geräten werden unter anderem Hall-Effekt-Sensoren
als digitaler Kompass integriert. - Hall-Effekt-Sensoren ermöglichen Messgeräte für berührungslose Strommessung wie etwa zur Messung von Motorströmen in Elektrofahrzeugen.
Drehgeber und Lineargeber
- Lagerlose Drehgeber mit grossem Toleranzbereich für die Montage des Magnetgebers basieren auf Hall-Effekt-Technologie.
- Hall-Effekt-Sensoren ermöglichen eigengelagerte Sensoren mit kleiner Bauform, hoher Auflösung und hoher Genauigkeit.
- Ob eigengelagert oder lagerlos – Hall-Effekt-Sensoren eignen sich für Anwendungen mit hohen Ansprüchen an die funktionale Sicherheit (FuSi).
Anwendungsbereiche für Drehgeber und Linearweggeber
Industriebereichen zum Einsatz:
- Mobile Applikationen: vielfältige Messaufgaben in Baumaschinen, Agrarfahrzeugen,
Forstmaschinen, Flurförderzeugen usw. - Marine: Messung der Ruderposition, der Stellung von Ruderpropellern oder der Position
von Steuerhebeln auf der Brücke - Robotik: präzise Messung von Rotationsbewegungen in Robotern
- Industrie: vielfältige Messaufgaben im industriellen Umfeld, zum Beispiel Messung der
Position von Lüftungsklappen oder Ventilen
Vorteile von Hall-Effekt-Sensoren
- Berührungslos und verschleissfrei – keine mechanischen Abnutzungserscheinungen
- Hohe Messgenauigkeit – zuverlässig auch in rauen Umgebungen
- Vielseitig einsetzbar – ideal für Positions-, Drehzahl- und Winkelerfassung
- Robust und langlebig – unempfindlich gegenüber Staub, Schmutz und Feuchtigkeit
- Kompakt und energieeffizient – perfekt für mobile und batteriebetriebene Anwendungen
- Fremdgelagert – zuverlässige Funktion bei grossen Montagetoleranzen
Warum Contelec für Drehgeber und Linearweggeber mit Hall-Technologie?
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