TechniqueLes capteurs : le capteur à effet Hall

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.

Le capteur à effet Hall est constitué d'une plaquette semi-conductrice traversée axialement par un courant continu d'alimentation. Lorsque la plaquette est traversée par un champ magnétique, il apparaît (perpendiculairement au courant d'alimentation) une différence de potentiel (tension Hall) proportionnelle au produit du champ magnétique par le courant d'alimentation.

Le champ magnétique qui sollicite la plaquette pour faire apparaître la tension Hall provient d'un aimant permanent, celui ci 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 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; on peut 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.

Sous l’effet de cette 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 y ait de contact avec la cible.

 

Responsable technique et webmaster du site materielagricole.info

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