ホール効果センサーまたはホール効果トランスデューサーは、ホール効果に基づいた集積センサーであり、ホール素子とその補助回路で構成されます。ホールセンサーは工業生産、輸送、日常生活で広く使用されています。ホールセンサーの内部構造や使用過程から、永久磁石重要な作業部分です。なぜホールセンサーに永久磁石が必要なのでしょうか?
まず、ホールセンサーの動作原理であるホール効果から始めます。ホール効果は電磁効果の一種で、1879 年にアメリカの物理学者エドウィン ハーバート ホール (1855 ～ 1938) が金属の伝導機構を研究中に発見しました。電流が外部磁場に対して垂直に導体を通過すると、キャリアが偏向し、電流と磁場の方向に垂直に追加の電場が生成され、導体の両端に電位差が生じます。この現象がホール効果であり、ホール電位差とも呼ばれます。
ホール効果は本質的に、磁場中のローレンツ力によって引き起こされる移動する荷電粒子の偏向です。荷電粒子 (電子または正孔) が固体材料内に閉じ込められている場合、この偏向によって電流と磁場に垂直な方向に正および負の電荷が蓄積され、追加の横電場が形成されます。
電子が磁場中を移動すると、ローレンツ力の影響を受けることがわかっています。上記と同様に、まず左の写真を見てみましょう。電子が上に移動すると、電子によって生成される電流は下に移動します。さて、左手の法則を使って、磁場 B の感磁線（画面内に発射される）を手のひらに侵入させ、つまり手のひらを外側にして、4 本の指を手のひらに向けます。現在の方向、つまり 4 点下です。すると、親指の方向が電子の力の方向になります。電子は右に強制されるため、薄板内の電荷は外部磁場の作用により片側に傾きます。電子が右に傾くと、左右に電位差が生じます。右図のように左右に電圧計を接続すると電圧が検出されます。これがホール誘導の基本原理です。検出された電圧をホール誘起電圧といいます。外部磁場がなくなるとホール電圧は消えます。ホール効果をイメージで表すと次の図のようになります。
i: 電流の方向、B: 外部磁場の方向、V: ホール電圧、ボックス内の小さな点は電子とみなせます。
ホール センサーの動作原理から、ホール効果センサーはアクティブ センサーであり、動作するには外部電源と磁場が必要であることがわかります。小型、軽量、低消費電力、センサー用途での使いやすさの要件を考慮して、外部磁場を供給するために複雑な電磁石ではなく単純な永久磁石が使用されます。また、主な4種類の永久磁石には、SmCoそしてNdFeBレアアース磁石には、高い磁気特性や安定した動作安定性などの利点があり、これにより高性能ホール効果トランスデューサやセンサの精度、感度、信頼性の高い測定が可能になります。したがって、NdFeB と SmCo は次のように多く使用されます。ホール効果トランスデューサマグネット.
投稿時間: 2021 年 9 月 10 日