Ich würde gerne alles über Hall-Sensoren wissen. Kann mir Jemand gute Literatur empfehlen? Mich interessiert besonders welche Arten es gibt, mit welchen Frequenzen die unterschiedlichen Arten der Sensoren verarbeiten können und wie und in welcher Zeit die entsprechenden Spannungen sich verhalten. Könnte mir Jemand verständliche Literatur dazu empfehlen? Außerdem würde ich gerne das Verhalten solch eines Sensor in Simulink erproben. Leider finde ich keine DGLs oder Übertragungsfunktionen mit denen ich diesen Sensor simulieren kann, hat da Jemand vielleicht eine Idee oder entsprechende Literatur? Vielen Dank !!
Was willst du denn wissen und damit machen ? Ein Hallsensor ist etwas eher Triviales zum Einsetzen. Ein Hallsensor ist ein Stueck Halbleiter, da laesst man einen Strom durch. Senkrecht dazu sind andere Anschluesse, die Senseanschluesse, bei welchen im Falle eines B-Feldes einen Spannung erzeugt wird. Soweit die Theorie. In der Praxis haben die Sense Elektroden einen Offset drauf. Der angelegte Strom ist in den Miliampere, die Feld induzierte Spannung ist in den Mikrovolt. Bei nichttrivialen Anforderungen an die Messung setzt man einen Lock-in Verstaerker ein.
Ich möchte das Bauteil komplett verstehen um es anderen Sonsoren wie z.B. einem Kapazitiven gegenüber stellen. Aber dann auch mit konkreten Zahlen und im Detail. Es würde mich interessieren wie gut und in welchem Abstand ich beispielsweise eine Lage messen kann und mit wie viel % Abweichung ich rechnen muss. Selbst wenn der Hall-Sensor eine lineare Kennlinie aufweist, würde das B-Feld mit dem Abstand vermutlich quadratisch abnehmen, woraus sich dann bei Näherung des Magnetfeldes keine lineare Kennlinie ergibt. Aber wie ist es z.B. wenn ich seitlich direkt am Sensor vorbeiziehe, in einem sehr geringen Abstand? Oder wenn diverse Materialien wie Ferrit, Kunstoff, Holz oder sonstiges zwischen dem Magnet und Sensor liegen. Welche Magneten und aus welchem Material sind geeignet und gibt es dort große Unterschiede oder ist es egal. Gibt es einen Unterschied bei runden oder eckigen Magneten? Wie sieht es mit der Kombination mit einem Elektromagneten aus? Wie schnell kann ich maximal den Magneten an einem bestimmten Sensor vorbeiziehen um noch ein Signal zu erhalten und welchen Spannungsverlauf würde ich dabei erhalten? Wie groß sind die Spannungen und welche Störungen / Rauschen kommen beim messen vor bzw. wie bekomme ich diese gefiltert bzw. gibt es vielleicht auch direkt Sensoren im Hobbybereich, die das Signal aufbereiten und verstärkt ausgeben und wenn ja, welche sind zu empfehlen. Ich denke ihr habt sicherlich den vollen Überblick über die ganze Thematik und kennt die Stolpersteine oder könnt gute Literatur / Seiten oder sonstiges empfehlen ... Ich möchte im Prinzip einige Magneten auf einer Welle befestigen. Diese soll sich drehen und ein Hallsensor soll die vorbeidrehenden Magnete detektieren. Da der Hallsensor ein analoges Signal ausgibt, soll die Kennlinie irgendwie digitalisiert werden. Jeder Magnet mit einem Plus Pol soll dabei eine 1 ausgeben. Das ganze würde ich gerne in Simulink nachbauen. Ich kenne die Position der Magnete, ihre Feldstärke, die Drehgeschwindigkeit, den Winkel / Abstand den sie zu jeder Zeit, relativ zum Hall-Sensor, haben. Jetzt müsste ich nur eine Übertragungsfunktion kennen um damit ich weiß welche Spannung der Hall-Sensor ausgibt, wenn ein Magnet sich in einem bestimmten Abstand und Winkel befindet. Anschließend könnte ich ein wenig rum experimentieren und sehen ob ich das ganze auch in dem Maße mit einem richtigen Sensor reproduzieren kann.
Leider ist das Ganze nicht so einfach. Der Sensor ist dabei das Einfachste. Der Hallsensor ist ein viereckiges Plaettchen mit einem Anschluss an jeder Seite. Durch zwei gegenueberliegende wird ein Strom in den Miliampere durchgeschickt und ein B-Feld senkrecht durch das Plaettchen lenkt die Ladungstraeger ab und generiert so die Hallspannung an den Anschluessen senkrecht dazu. Man kann also nur die Feldkomponente durch das Plaettchen messen. Die generierte Spannung ist in den Mikrovolt. Dh um das Erdmagnetfeld zu sehen muss man kraeftig verstaerken. Der schwierigere Teil ist das Feld selbst. Ein Elektromagnetenfeld ohne Ferromagetika, resp ohne Eisen ist einfach rechenbar. Sobald aber Eisen und Ferromagetika mit permanentem Feld vorhanden sind wird es kompliziert, sehr kompliziert. Denn diese Materialien haben nicht nur eine Suszeptibilitaet als Zahl, sondern als Tensor. Dh der B-Feld Vektor ist nicht nur der H-Feld Vektor skaliert, sondern auch gedreht, im 3D Raum. Ohne aufwendige, teure Software mit langer Einarbeitungszeit ist da nichts mit Simulationen. Was bleibt sind Versuche am Modell.
Wie sähe es denn aus, wenn der Magnet eine Spule aus Kupferdraht wäre oder würde der Eisenkern in diesem Fall ebenfalls die Sache verkomplizieren? Dann wird mir nichts anderes übrig bleiben als die wahren diskreten Messwerte aufzunehmen und daraus etwas abzuleiten.
Eine Spule ohne Eisen ist einfach rechenbar, mit Eisen nur noch in symmetrischen, einfachen Konfigurationen. Als Zwischenloesung koennte man man Abschaetzen, was einiges an Erfahrung erfordert. Das Abschaetzen wuerde sich zusammenseten aus der Feldrichtung, und der Feldstaerke.
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