Датчик, основанный на эффекте Холла

В 1879 Эдвин Холл, будучи студентом университета им. Джона Хопкинса, установил, что если ток проходит по тонкому проводу, находящемуся в магнитном поле, поперек проводника появляется небольшое напряжение. Данное явление было не более чем простой научной диковинкой только до тех пор, пока развитие полупроводников не позволило создать интегральные схемы эффекта Холла с транзисторами для усиления слабого сигнала напряжения. Интегральные схемы также включали схемы для уменьшения отклонения сигнала из-за изменения температуры, напряжения в сети и других факторов.

В настоящее время имеются несколько электронных приборов, основанных на эффекте Холла, включая различные типы переключателей и линейные датчики. Когда переключатель на основе эффекта Холла подвергается действию магнитного поля с правильной полярностью, которая превышает порог его работы, включается выходной транзистор, позволяя току проходить через него. Когда напряжение поля понижается до порога, транзистор выключается.

Простой электронный компас, который сможет определять направления на основной или четвертной румб, можно создать, установив по кругу четыре переключателя на основе эффекта Холла вокруг маленькой свободно вращающейся намагниченной иголки. Когда иголка указывает на один из переключателей, его транзистор включается, позволяя проходить току и включать установленный над ним светодиод, который показывает направление или курс. Если иголка остановилась посередине между двумя переключателями, то включаются оба светодиода. Это указывает направление на четвертной румб. Для более точных компасов требуются линейные датчики на основе эффекта Холла с выходным напряжением, которое бы точно соответствовало изменениям в окружающем магнитном поле. В состоянии покоя (при отсутствии магнитного поля), выходной сигнал в идеале должен равняться половине сетевого напряжения, деленное на рабочее напряжение и разницу температур прибора. При возрастании магнитного поля южного полюса напряжение на выходе возрастет по сравнению с состоянием покоя. И наоборот, при возрастании магнитного поля северного полюса напряжение на выходе понизится по сравнению с состоянием покоя. Пара датчиков, перпендикулярно расположенных на горизонтальной плоскости, может с точностью до нескольких градусов определить направление, которое указывает намагниченная иголка.