Ces capteurs souvent utilisés pour mesurer un régime de
rotation produisent, contrairement aux capteurs à réluctance variable, un
signal dont l'amplitude est indépendante de la vitesse de passage de la cible. Ils
sont utilisables à de très faibles fréquences ou bien en capteur d'état.
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| Débitmètre à capteur à effet Hall. Débit de 2 à 45 L.min-1. Tension d’alimentation 5 à 18 volts. |
Le champ magnétique qui sollicite la plaquette pour faire apparaître
la tension Hall provient d'un aimant permanent. Ce dernier, lorsqu'il est fixé
sur une pièce tournante, doit être collé sur un support non magnétique.
L'aimant peut solliciter le capteur au travers d'une paroi non
magnétique, ce qui permet, par exemple pour mesurer un débit, d'immerger l'aimant,
tandis que le capteur extérieur reste isolé de la nature du fluide et de sa
pression.
Le capteur à effet Hall peut être utilisé comme capteur à réponse analogique puisque la tension Hall est proportionnelle à la valeur du champ magnétique.
Lorsqu'il est utilisé en tant que capteur de proximité (mesure d'état ou de régime de rotation), il est associé à un trigger de schmitt qui permet d'obtenir des tensions de sortie franchement distinctes, aptes à être exploitées par un circuit électronique capable par exemple de l'interpréter en fréquence de rotation.
On peut différencier un capteur à effet Hall d'un capteur inductif à réluctance variable (ils peuvent être identiques d'aspect et ne comporter que deux fils) en présentant un aimant devant la face sensible du capteur à effet Hall alimenté. Il y a alors un changement d'état même si l'aimant est immobile. Le capteur inductif à réluctance variable nécessite une variation du champ magnétique. Il ne réagit donc qu'au déplacement de l'aimant. Il est possible d’effectuer cette mesure au voltmètre ou, pour plus de sécurité, grâce à un oscilloscope.
Principe
de fonctionnement des capteurs à effet Hall :
Si l’on fait circuler un courant dans un conducteur et que celui-ci est mis en présence d’un champ magnétique, les électrons vont avoir tendance à se déplacer en suivant une trajectoire circulaire.
La
tension de Hall Uh est
proportionnelle à l’intensité du champ magnétique d’induction β
et à l’intensité du courant
électrique d’alimentation I.
Kh est un coefficient qui dépend du matériau utilisé. e est l’épaisseur du barreau semi conducteur. Sous l’effet de la force qui les anime (force de Laplace), les électrons de même charge s’accumulent sur une face du conducteur en laissant sur l’autre face les charges égales mais de signe contraire. Les charges positives et négatives ainsi réparties donnent naissance à la tension de Hall.
L’effet Hall est utilisé dans de nombreuses applications. Les pinces ampèremétriques, qui évitent d’avoir à intercaler un appareil de mesure en série sur un fil conducteur, déduisent l’intensité à partir d’un anneau que l’on peut ouvrir pour enserrer le fil dans lequel circule le courant.
Un capteur à effet Hall peut mesurer une fréquence de rotation, déterminer la position d’un arbre comme par exemple un arbre à cames qui permettra grâce à la position du vilebrequin de connaître la position d’un cylindre dans le cycle. Le capteur à effet Hall peut également évaluer une distance sans qu’il n'y ait de contact avec la cible.
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