RHEINTACHO Messtechnik GmbH | Drehzahlen sicher erfassen, kontrollieren und anzeigen

Hall-Sensoren

Hall-Sensoren eignen sich für die berührungslose Drehzahlerfassung an Zahnrädern mit kleinem Modul und hoher Auflösung. Die unterschiedlichen Typen können in einer Vielzahl von Anwendungen auch unter extremen Bedingungen eingesetzt werden. Drehzahlsensoren des Types SH finden sich in unterschiedlichsten Anwendungen im allgemeinen Maschinenbau, in Fahrzeugen und mobilen Arbeitsmaschinen sowie in hydraulischen Antrieben.

Der Sensor detektiert die Bewegung von ferromagnetischen Strukturen, wie zum Beispiel Zahnrädern, über die Veränderung des magnetischen Fluß. Das Sensorelement ist mit einem Permanentmagneten vorgespannt. Ein Zahn oder eine Lücke, die sich am Sensor vorbei bewegt, beeinflusst das Magnetfeld unterschiedlich. Dadurch wird bei einem Hallsensor eine Änderung der Hallspannung erzeugt.
Die Magnetfeldänderungen sind somit in eine elektrische Größe umsetzbar und werden entsprechend gefiltert und aufbereitet. Das Ausgangssignal des Sensors ist eine Rechteckspannung, welche die Magnetfeldänderung wiederspiegelt.

Ein Hallgenerator ist ein magnetfeldabhängiger Halbleiter, dessen Funktion auf dem von Edwin Hall entdeckten Effekt beruht. Dieser sogenannte Halleffekt wird durch die Lorentz-Kraft, die auf bewegte Ladungsträger im Magnetfeld wirkt, hervorgerufen. Die Halbleiterplatte besitzt vier Anschlüsse. Zwei einander gegenüberliegende Anschlüsse werden von einem konstanten Strom (I) durchflossen. Im neutralen Zustand besteht zwischen den beiden anderen Anschlüssen kein Spannungsunterschied. (Pic. 1) Wird die Hallplatte jedoch einem Magnetfeld mit der Induktion B ausgesetzt, so erfolgt eine Ablenkung des Stromes (I) durch die Lorentz-Kraft. (Pic. 2) Die Ladungsträger werden zur Seite gedrängt, so dass zwischen den Rändern ein elektrisches Feld entsteht, das zur Lorentz-Kraft ein Gegengewicht bietet. Damit entsteht an den beiden gegenüberliegenden Seiten ein Spannungsunterschied, der als Hallspannung bezeichnet wird. Diese Spannung ist dem Strom (I) und der senkrecht zur Platte wirkenden magnetischen Induktion B proportional.

Die Funktionsbeschreibung
Der Sensor detektiert die Bewegung von ferromagnetischem Material, wie z.B. Zahnrädern, aufgrund einer Veränderung des magnetischen Flusses. Der Zahn eines Zahnrades der sich in das Magnetfeld des Sensors hinein- oder herausbewegt, beeinflußt dieses Magnetfeld unterschiedlich. Am Sensorelement wird eine Veränderung der Hallspannung gemessen. Somit ist die Magnetfeldänderung in eine elektrische Größe umsetzbar und kann nach entsprechender Filterung und Aufbereitung als Ausgangssignal die Rotationsbewegung des Zahnrades widerspiegeln.