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I
SENSORI HALL
La tensione di Hall è
normalmente troppo esigua e, in misura particolare, molto influenzabile
da entità
fisiche e problemi costruttivi per essere utilizzata direttamente.
Tuttavia, le
moderne tecnologie sono riuscite a produrre dei sensori magnetici
integrati,
il cui funzionamento si basa sull’effetto prima descritto e che
prendono il
nome di sensori di Hall.
Alla costruzione di questi nuovi e, in parte, ancora
sconosciuti componenti, si è giunti dopo aver osservato che la tensione
di Hall
si manifesta in tutti i conduttori ed anche nei semiconduttori che sono
stati designati come gli
elementi base per la costruzione dei sensori di Hall. Infatti nello
stesso
processo di produzione industriale e' possibile realizzare sia il
sensore
Hall sia i circuiti analogici, necessari per
elaborare il segnale elettrico e dargli quelle caratteristiche di
stabilità
ed ampiezza che sono necessarie per ogni impiego affidabile, e non
critico,
nei dispositivi elettronici.
SENSORI
HALL CON USCITA ANALOGICA
La
figura 3 presenta lo schema
elettrico di principio e funzionale di un integrato sensore di Hall,
particolarmente adatto per applicazioni lineari, ma anche logiche.
Fig. 3 - schema a blocchi del sensore di
Hall (modello UGN 3501T)
Il componente è dotato
di tre
terminali, come avviene in un transistor, che sono contrassegnati con
le
seguenti tre sigle:
+
VCC = tensione di
alimentazione positiva;
GND
=
tensione di alimentazione negativa;
USC = uscita
La
sigla
GND, come abbiamo detto, è composta con tre
consonanti presenti nella parola inglese GROUND, che significa terra
intesa in
senso elettrico. Ma vediamo di interpretare il significato dei tre
elementi
integrati nel sensore di Hall:
STAB.
= circuito stabilizzatore di tensione
SEH
= sensore di Hall
AMPL.
= circuito amplificatore
Il circuito
stabilizzatore e
regolatore
STAB.
provvede ad
alimentare, con una corrente rigorosamente compensata,
quasi costante e indipendente dalla tensione di alimentazione,
ovviamente entro
i limiti di tolleranza, l'intero circuito del sensore integrato. Ciò è
molto importante per l'effetto Hall, dato che correnti diverse
darebbero origine
a differenti tensioni. In particolare, la corrente è dimensionata per
un
corretto compromesso tra auto- riscaldamento e necessità di un elevato
segnale
di Hall.
L'amplificatore operazionale
AMPL
agisce direttamente
sulla tensione di Hall. Ed è collegato in modo
differenziale, ossia rimane sensibile soltanto alla differenza tra le
tensioni
presenti sulle facce opposte del sensore, non al loro valore comune.
Con
questo sistema, l'uscita dell'amplificatore operazionale è condizionata
esclusivamente dalla tensione di Hall. Il segnale uscente
dall'amplificatore è sufficientemente ampio per non sollevare problemi
di
collegamento e cablaggio e per essere pronto all'elaborazione tramite
normali circuiti analogici ed anche logici. In pratica, l'amplificatore
può
fornire una corrente di qualche milliampere, consentendo così l'impiego
di
medie impedenze, in grado di aumentare la flessibilità e l'immunità del
circuito ai disturbi. L'impedenza d'uscita è bassa e
si aggira intorno alle decine di ohm.
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