Hallova sonda

Pro měření stejnosměrného i střídavého proudu lze využít i Hallova jevu, viz. obrázek. Vložíme-li destičku polovodiče do magnetického pole a necháme-li jí příčně protékat stejnosměrný proud, objeví se na opačných hranách destičky tzv. Hallovo napětí, jehož velikost je dána vztahem:

U_H = klB
_

kde:

• k - konstanta závislá na materiálu, tloušťce a struktuře polovodičové destičky,
• I - stejnosměrný proud protékající destičkou,
• B - indukce magnetického pole, v němž se destička nachází.

Využití principu Hallova jevu

Hallovy sondy (generátory) se v současné době používají zejména pro měření magnetické indukce, ale své použití našly i při měření proudu.
Praktické řešení zapojení Hallovy sondy pro měření proudu je na obrázku. Vodič, kterým protéká měřený proud I_p (je jedno, jestli je stejnosměrný nebo střídavý) obemkneme kleštěmi magnetického obvodu (magnetický obvod je podobný kleštím běžných klešťových ampérmetrů). Ve vzduchové mezeře je zasunut Hallův generátor, kterým protéká řídicí stejnosměrný proud I_s. Současně s velikostí měřeného proudu I_p roste i velikost magnetické indukce ve vzduchové mezeře a tedy i jí odpovídající Hallovo napětí. Toto napětí se zesiluje pomocí operačního zesilovače na výstupní napětí U_A- Velikost napětí U_A je přímo úměrná velikosti měřeného elektrického proudu I_p.

Tímto způsobem lze tedy snadno měřit efektivní hodnoty periodických i neperiodických střídavých proudů i proudy stejnosměrné. Dosažitelná přesnost je asi 1% přístroje lze použít pro měření proudu do kmitočtu asi 25kHz.

Klešťové ampérmetry s Hallovým generátorem lze použít pro měření proudů 1mA až 1MA. výstup přístrojů bývá výhradně v digitální formě, některé přístroje však mívají i analogový výstup pro připojení osciloskopu (chceme-li zobrazit časový průběh měřeného proudu). Dá se předpokládat, že tyto přístroje v budoucnosti vytlačí klasické klešťové ampérmetry.

Principiální schéma zpracování signálu z Hallového gerenátoru.

Příklady z průmyslového využití obvodů s Hallovým generátorem.

Typické využití v měřicí technice.