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Was ist ein Hallsensor?

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Letztes Update am 22.10.2014, 14:25
Ein Hallsensor reagiert auf magnetische Felder und setzt sie in elektrische Impulse um.

Hallsensoren dienen dazu, berührungslos Messungen von Magnetfeldern vorzunehmen.  Sie bestehen aus einem Halbleiterplättchen, das in der Regel in einem integrierten Schaltkreis eingesetzt wurde. In diesem integrierten Schaltkreis findet auch zugleich eine Signalverstärkung statt. Ein Hallsensor wird mit einer externen Betriebsspannung gespeist, die zum einen den Sensor selbst versorgt und zum anderen die integrierte Elektronik zur Signalverstärkung. Der Hallsensor besitzt in der Regel drei Anschlüsse. Zwei davon dienen der schon erwähnten Spannungsversorgung, während der dritte Anschluss als Signalausgang dient.

So funktionieren Hallsensoren

  • Der Hallsensor liefert solange kein Signal, solange er nicht von einem zum Sensor senkrecht verlaufenden Magnetfeld umgeben ist. Erst dann, wenn sich der Sensor in einem solchen Magnetfeld befindet, schaltet die integrierte Elektronik durch und der Sensor gibt ein Signal ab. Im Gegensatz zu einer Induktionsspule reagiert ein Hallsensor auch dann, wenn keine direkte Änderung des Magnetfeldes stattfindet.
  • Eine Induktionsspule erzeugt hingegen nur dann eine Wechselspannung, wenn sie sich in einem sich ändernden Magnetfeld befindet. Außerdem ist die Höhe dieser Induktionsspannung von der Stärke des sich ändernden Magnetfeldes abhängig. Bei Bewegungen mit sehr geringer Geschwindigkeit wird nur ein sehr schwaches Signal erzeugt. Genau hier liegen die Vorteile eines Hallsensors.
  • Auch bei langsamen Bewegungen und somit geringen Änderungen des Magnetfeldes reagiert dieser recht präzise, sodass auch langsame Bewegungen besser erfasst werden können. Das durch die integrierte Elektronik abgegebene Signal ist häufig digital. Das heißt: Es besteht im Prinzip aus zwei Schaltzuständen, nämlich Signal ein oder Signal aus.
  • Hallsensoren dieser Bauart werden in vielen Bereichen der Technik eingesetzt. So erfolgt beispielsweise eine Drehzahlmessung oder Geschwindigkeitsmessung in Automobilen häufig durch solche Sensoren.
  • Die Gehäuse der Sensoren sind in der Regel abgekapselt, sodass sie vor äußeren Einflüssen wie beispielsweise Feuchtigkeit oder Schmutz gut geschützt eingebaut werden können.
  • In anderen Bauformen können diese Sensoren auch dafür verwendet werden, die Stärke von Magnetfeldern zu messen und in elektrische Signale umzuwandeln. Hierfür werden aber Sensoren anderer Bauarten verwendet.
  • Darüber hinaus können Hallsensoren in speziellen Bauformen auch dazu verwendet werden, Strommessungen in elektrischen Stromkreisen vorzunehmen. Zwar können diese auch durch Spulen gemessen werden, jedoch bieten Hallsensoren bzw. deren Einsatz den Vorteil, dass auch die Messung von Gleichstrom in besser realisiert werden kann.
  • Je nach Einsatzzweck können sowohl analoge als auch digitale Hallsensoren hergestellt und eingesetzt werden. Ein Beispiel für einen digitalen Hallsensor ist die schon erwähnte Anwendung als Sensor für Drehzahlmesser oder Geschwindigkeitsmesser. Hier werden die einzelnen Umdrehungen der Welle in digitale Impulse umgesetzt, welche dann als Grundlage für die Drehzahlmessung der Welle dienen.
  • Andere Einsatzzwecke, beispielsweise die Messung von Magnetfeldern oder Strömen, erfordern die Verarbeitung analoger Signale. Bei diesen Einsatzzwecken wird eine andere Miss Elektronik eingesetzt, um die Signale des Sensors auszuwerten. Das Funktionsprinzip eines Hallsensors ist aber in beiden Fällen das gleiche.

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