PRODUCCIONES SJK & V PRESENTAN

CELULAS DE EFECTO HALL

INTRODUCCION La misión fundamental en el campo de aplicaciones de los sensores es la detección de magnitudes físicas y convertirlas a magnitudes eléctricas , bien sean en tensión o corriente , tanto en señales alternas como continuas. El funcionamiento de las celulas de Hall tiene su principio en la detección de un campo electromagnético y mas concretamente en la detección de la desviación que se produce en las cargas de una determinada corriente electrica cuando esta se ve sometída a un campo electromagnético.

CARACTERISTICAS DESCRIPCIÓN: OBJETIVO: Aplicar la medición de corriente con sensores de efecto hall y confrontrar los resultados obtenidos con técnicas convencionales de medida de corriente, además de entender el fenómeno y sus aplicaciones. DESCRIPCIÓN: Los sensores de efecto Hall, basados en un fenómeno clásico del electromagnetismo descubierto por Edwin Herbert Hall en 1879, son actualmente empleados en una gran variedad de aplicaciones prácticas, incluyendo lectores de tarjetas magnéticas, detectores de proximidad, sensores de velocidad, medidores de potencia eléctrica, brújulas electrónicas, sistemas de ignición, etc. Con la variación de la corriente podemos producir la variación del campo magnético que es quien influye sobre el sensor de efecto hall.

Sensores de efecto Hall. Se recordara por la física elemental que el efecto Hall relaciona la tensión entre dos puntos de un material conductor o semiconductor con un campo magnético a través del material. Cuando se utilizan por si mismos, los sensores de efecto Hall solo pueden detectar objetos magnetizados. Sin embargo cuando se emplean en conjunción con un imán permanente en la configuración tal como la indicada en la figura, son capaces de detectar todos los materiales ferromagnéticos. Cuando se utilizan de dicha manera, un dispositivo de efecto Hall detecta un campo magnético intenso en la ausencia de un material ferromagnético en el campo cercano.

Cuando dicho material se lleva a la proximidad del dispositivo, el campo magnético se debilita en el sensor debido a la curvatura de las líneas del campo a través del material. Los sensores de efecto Hall están basados en el principio de una fuerza de Lorentz que actúa sobre una partícula cargada que se desplaza a través de un campo magnético. Esta fuerza actúa sobre un eje perpendicular al plano establecido por la dirección de movimiento de la partícula cargada y la dirección del campo. Es decir, la fuerza de Lorentz viene dada por F = q(v x B), en donde q es la carga, v es el vector de velocidad, B es el vector del campo magnético y x es el signo indicativo del producto vectorial. Al llevar un material ferromagnético cerca del dispositivo de imán semiconductor disminuirá la intensidad del campo magnético, con la consiguiente reducción de la fuerza de Lorentz y, finalmente, la tensión a través del semiconductor. Esta caída en la tensión es la clave para detectar la proximidad con sensores de efecto Hall. Las decisiones binarias con respecto a la presencia de un objeto se realizan estableciendo un umbral de la tensión fuera del sensor. Además, la utilización de materiales semiconductores permite la construcción de circuitos electrónicos para amplificación y detección directamente en el propio sensor, con lo que se reduce el tamaño y el coste del mismo.

DESCRIPCION Los otros métodos de medición de corriente como shunts y transformadores de corriente también entregan una buena respuesta ante diferentes situaciones, limitados por los niveles de corriente a medir. El circuito de acondicionamiento del sensor esta formado por una fuente de corriente para la polarización del sensor que esta en el rango de los 10mA DC, tiene un amplificador para darle ganancia a la magnitud de la señal, también tiene un filtro pasabajo butterworth, con este acondicionamiento se pretende fijar a la señal entre unos rangos que le permitan ser una señal adquirible para los niveles lógicos de un computador.

PROCEDIMIENTO 1. Ejecute el software de control y monitoreo del módulo. Verificando que el reóstato y el variac funcionen adecuadamente y que giren sin ningún problema obedeciendo a los comandos del programa. 2. Verifique las lecturas de voltaje y corriente de cada uno de los sensores del módulo estén acordes la variación de los niveles de tensión y de corriente que se presentan al variar el reóstato y el variac.

PROCEDIMIENTO 3. Ubique el reóstato en el punto de mayor resistencia y el variac en el punto de menor voltaje. 4. Construir una programa en labVIEW que permita construir una tabla y pueda hacer un grafico en donde se almacene la corriente del modulo contra el voltaje de salida del sensor.

REOSTATO

INICIAR APLICACION . ¿Es lineal este comportamiento? 6. Construya los graficos de corriente del modulo contra la tensión de salida en el transformador de corriente y la shunt. 7. Compare los tres métodos para la medición de corriente del módulo de magnitudes eléctricas.

RECTA LINEAL

PREGUNTAS 1. ¿Que clase de sensores de efecto hall se encuentran actualmente? 2. ¿Como se comporta el sensor de efecto hall comparado con los otros métodos de medición de corriente del módulo? 3. ¿Cual cree usted que en el módulo es el sensor más adecuado para la medición de corriente?

Comparativo de las diversas tecnologías de sensores de corriente Tecnología de sensor Shunt de corriente Transf. de corriente Sensor de efecto Hall Bobina Rogowski costo Muy bajo medio Alto Bajo linealidad Muy buena buena Pobre Consumo de potencia. Problema De saturación no si Medio Variación de la salida respecto a T

MODO DE ACTUACION

TIPOS DE CELULAS DE EFECTO HALL Existen tres tipos de celulas hall : Dos con salida digital Celulas de conmutación y de cerrojo (LATCH)

APLICACION.

Celulas lineles

Celula TL 173C Parametros: Tension de alimentacion Corriente de alimentacion Sensibilidad Tension de salida a B=0 Frecuencia

APLICACIONES Sistemas de encendido electrónico sin contactos. Esquema de un generador de impulsos de "efecto Hall" y señal eléctrica correspondiente.

CREDITOS Jhonnatan Baez. Vladimir Garcia. Kelis Cepeda. Sterling de Jesus. 4TO ELECTRONICA Dibujos: T.A.B.M.

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