SENSORI AD EFFETTO HALL



 

Si chiamano sensori tutti quei componenti che trasformano una grandezza fisica in altra di natura elettrica. Il microfono, ad esempio, è un sensore, perché trasforma il suono in tensioni elettriche. E lo è pure la fotoresistenza, la cui sensibilità dipende dalla luce che la investe. Anche il termistore, ossia la resistenza a coefficiente di temperatura negativo, appartiene a questa schiera di elementi, perché il suo comportamento è condizionato dal calore dell'ambiente in cui si trova immerso. In breve. il sensore sostituisce, in un certo modo, i nostri sensi, dai quali deriva il nome, per operare con intelligenza logica là dove esso viene impiegato. Tra le molteplici espressioni elettroniche di sensori, in buona parte conosciute dai lettori, ve n'è una meno nota, ma non per questo immeritevole di menzione.  Si tratta dei sensori di Hall, ovvero di quei piccoli componenti, di foggia diversa, spesso simili a transistor, che generano tensioni elettriche quando sono sollecitati da campi magnetici e che, proprio per questo, vengono pure denominati sensori magnetici.  

L'EFFETTO HALL

 Il tipo di sensore, di cui ci stiamo occupando, funziona in virtù di un effetto elettromagnetico scoperto nel 1879 dallo scienziato E.H. Hall che, fin da quel tempo, rese noto, quanto illustrato in figura 1.  

interpretazioni schematiche dell'effetto Hall

  Fig. 1 - Interpretazioni schematiche dell'effetto Hall

Quando sui terminali di un conduttore si applica una tensione V (schema in alto di figura 1), questa, se è una tensione continua, promuove un flusso di elettroni uniforme dal punto A verso il punto B, senza che, tra due punti estremi di una sezione trasversale del conduttore (C - D) sussista alcuna differenza di potenziale. L'indice del voltmetro, infatti, rimane fermo sullo zero centrale. Se, invece, come indicato nello schema in basso di figura 1, si avvicina un magnete al conduttore, il flusso di elettroni subisce una deviazione dal percorso rettilineo, con un certo ammassamento verso il punto D ed un diradamento nella zona prossima al punto C.

 Il risultato elettrico più appariscente è quello della presenza di una tensione, fra i punti C - D, segnalata dall'indice del voltmetro. Invertendo le polarità del magnete, anche il corrispondente concentramento di elettroni e la deviazione dell'indice dello strumento si invertono. Con il risultato che il punto C è questa volta più negativo del punto A e l'indice del voltmetro flette verso i valori positivi.  Più simbolicamente il concetto di tensione di Hall si esprime attraverso lo schema riportato in figura 2, nel quale con Va si indica la tensione di alimentazione del circuito, mentre con GND è segnalata la linea di terra (ground = terra).

  schema simbolico di un sensore ad effetto Hall

Fig. 2 - Schema simbolico di un sensore ad effetto Hall

In generale, dunque, la tensione di Hall si manifesta quando un campo magnetico di intensità H coinvolge, trasversalmente, un conduttore percorso da corrente ed è rilevabile fra le estremità delle due sezioni perpendicolari.