Fonctionnement d'un capteur à effet Hall (Hall Effect Switch)
L'effet Hall : apparition d'une tension transversale (voltage de Hall) dans un conducteur traversé par un courant, soumis à un champ magnétique perpendiculaire. Découvert par Edwin Hall (1879). Base de capteurs de position, vitesse, courant.
Théorie
Courant = porteurs de charge (électrons/trous). En présence de champ B, force de Lorentz ⊥ à la vitesse → accumulation charges sur une face du conducteur → champ électrique opposé → tension de Hall proportionnelle à B et au courant.
Capteur à effet Hall
Transducteur convertissant variation de B en tension de sortie. Si B connu, distance déductible. Plusieurs capteurs → position 3D. Avec comparateur (seuil) → interrupteur Hall (Hall switch) : sortie tout-ou-rien.
Applications
- Industrie : mesure vitesse rotation (roues, arbres moteurs), position vilebrequin/arbre à cames (capteur PMH).
- Moteurs brushless DC : capteurs Hall commutent les phases (2 pics/tour) → commande électronique.
- Servomoteurs, disques durs (position tête de lecture).
- Détection ouverture/fermeture (portes, capots).
- Mesure courant sans contact (pinces ampèremétriques Hall).
Sonde Hall (Hall probe)
Mesure l'intensité du champ B. Sonde ⊥ aux lignes de champ, rotation rapide → mesure densité de flux. Nécessite étalonnage (référence B connu). Précision : peut mesurer champ terrestre (~50 µT).
Inconvénients
- Sensibilité aux champs parasites environnants → fausses lectures. Blindage et compensation nécessaires.
- Tension de Hall faible (millivolts) → inadaptée pour piloter directement actionneurs/servos. Nécessite étage amplificateur (transistor/ampli-op).