Magnetische Sensoren beruhen auf dem Prinzip des sogenannten Hall-Effektes, welcher nach seinem Erfinder Edwin Hall benannt wurde. Der Hall-Effekt steht demnach nicht im Zusammenhang mit dem Hall aus der Akustik. Im Gegensatz zu einer Spule, welche nur bei einem sich bewegendem Magnet eine Spannung induziert, erzeugt der Hall-Sensor auch eine Spannung bei stillstehendem Magnet, sprich bei konstantem Magnetfeld. Des Weiteren besitzt ein magnetischer Sensor Vorteile wie berührungsloses Erfassen von Grössen und Unempfindlichkeit gegen Schmutz.

Hall-Effekt
Der Hall-Effekt tritt in einem stromdurchflossenen Leiter auf, der sich in einem Magnetfeld befindet. Dabei baut sich ein elektrisches Feld (folglich eine elektrische Spannung) auf, das zur Stromrichtung und zum Magnetfeld senkrecht steht und das die auf die Elektronen wirkende Lorentzkraft kompensiert.

Hier ein konkretes Beispiel: Die Elektronen, welche durch die Leiterplatte fliessen, werden von der vom Magnetfeld verursachten Lorentzkraft nach oben abgelenkt. Die Ablenkung steht senkrecht zur Stromflussrichtung. Somit sammeln sich in unserem Beispiel auf der oberen Kante des Leiters Elektronen (negativ geladen) an. Da auf der Gegenseite weniger Elektronen vorhanden sind, entsteht zwischen der oberen und der unteren Kante ein Potentialunterschied (elektrische Spannung). Diese Hall-Spannung kann gemessen werden und ist proportional zum Strom und zur magnetischen Flussdichte.

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Mit dem Halleffekt lassen sich je nach Anordnung verschiedene physikalische Grössen messen. Ist beispielsweise der Strom durch den Leiter bekannt, so kann auf die magnetische Feldstärke zurückgeschlossen werden. Wird diese magnetische Feldstärke durch eine Spule erzeugt, so kann potentialfrei der Spulenstrom ermittelt werden. Somit findet der Halleffekt seine Anwendung in folgenden Sensoren:

Stromsensor	Zur potentialfreien Erfassung von Stromstärken durch Leiter
Näherungsschalter	Zur berührungslosen Erfassung von magnetischen Feldern
Drehzahlgeber	Zur berührungslosen Drehzahlerfassung
Wegmesssensor	Zur berührungslosen Positionserfassung

Bildquelle: www.pewatron.com www.baumerelectric.ch

Ein Hallsensor ist immer mit einer Speiseleitung, einer Signalleitung und einer Ground-Leitung ausgerüstet. Das heisst, im Gegensatz zu einem magnetischen Sensor mit einer Spule, in derer eine Spannung induziert wird und somit keine Hilfsenergie benötigt, ist beim Hall-Sensor eine Hilfsenergie nötig.

Schaltungsarten
n.d.

Die Anwendungen mit Hall-Sensoren sind so unterschiedlich, dass nicht viele allgemeine Kenngrössen angegeben werden können.

Betriebsspannung [V]:
Bei industriellen Sensoren beträgt die Speisespannung typischerweise 5 bis 30 Volt.

Wegauflösung [mm]:
Bei linearen Messsystemen ist die Auflösung < 0.07mm.

Rotationsauflösung:
Die Rotationsauflösung wird in Schritte angegeben. Typische Werte sind 256 oder 512 Schritte.

Für die Erzeugung eines Halleffekts muss lediglich eine Spannung angelegt werden.

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