ホール効果とは何か、ホール効果センサーの仕組み

ホール効果は磁場を測定する最も一般的な方法であり、ホール効果センサーは非常に人気があり、現代の多くのアプリケーションで使用されています。 例えば、自動車では車輪の速度センサーとして、またクランクシャフトやカムシャフトの位置センサーとして使用されることがあります。 また、スイッチ、MEMSコンパス、近接センサなどにもよく使われている。

ホール効果とは

ホール効果を説明する実験です。図のような薄い導電性の板があり、そこに電流を流すと、電荷キャリアは板の片側から反対側へ一直線に流れます。

ここで、板の近くに何らかの磁場をかけると、ローレンツ力 (Wikipedia) という力により電荷キャリアの直進が乱されます。 このような場合、電子はプレートの片側に、正孔はプレートの反対側に偏向することになります。

以上のように、測定可能な電圧を得る効果を、1879 年にこれを発見したエドウィン ホールの名をとって、ホール効果と呼んでいます。

ホール効果センサー

ホール効果磁気センサーの基本ホール素子は、ほとんどがガウスあたり数マイクロボルトという非常に小さな電圧しか出しませんので、これらのデバイスには通常高利得アンプが内蔵されて製造されています。

ホール効果センサーには、アナログとデジタル出力を提供する 2 つのタイプがあります。 アナログ センサーは、電圧レギュレーター、ホール素子、およびアンプで構成されています。 回路図から、センサーの出力はアナログで、ホール素子の出力または磁界の強さに比例することがわかります。

一方、デジタル出力センサーは、「オン」または「オフ」という 2 つの出力状態のみを提供します。 これらのタイプのセンサーには、回路図に示されているように、追加の要素があります。 それが、ヒステリシスまたは 2 つの異なるしきい値レベルを提供するシュミット トリガーで、出力がハイまたはローになるようにします。

このタイプのセンサーの例として、ホール効果スイッチがあります。

ホール効果センサーの他の最新のアプリケーションは、ホイール/ローター速度または RPM を測定したり、エンジン システムでクランク シャフトやカムシャフトの位置を決定することです。

Hall Effect How It Works RPM Measurement