Halli vooluandur on andur, mida tavaliselt kasutatakse voolu mõõtmiseks. Voolu mõõtmiseks kasutab see Halli efekti. Halli efekt tähendab, et kui juht läbib teatud magnetvälja, tekitab vool pingeerinevuse suunas, mis on risti magnetvälja ja voolu suunaga.
Halli vooluanduri mõõtmispõhimõtte üksikasjalikuks selgitamiseks saame seda selgitada järgmistest aspektidest: Halli efekt, Halli vooluanduri ehitus ja tööpõhimõte ning anduri omadused ja rakendused.
1. Halli efekt
Kui juht või pooljuhtmaterjal läbib magnetvälja, põhjustavad magnetvälja suuna ja voolu suunaga risti olevad komponendid laengu eraldumist, mille tulemuseks on potentsiaalide erinevus mõlemal küljel. Seda nähtust nimetatakse Halli efektiks.
Halli efekt tekib seetõttu, et kandjaid mõjutab Lorentzi jõud. Lorentzi jõud viitab jõule, mida kogeb magnetvälja läbiv vool. Kui magnetväli ja vool on teineteisega risti, tõrjub Lorentzi jõud elektronid või juhi sees olevad augud ja tekitab potentsiaalide erinevuse juhi mõlemal küljel.
2. Halli vooluanduri ehitus
Halli vooluandurid koosnevad tavaliselt kolmest osast: Halli elemendist, magnetahela struktuurist ja väljundahelast.
2.1 Hall element: Halli element on anduri põhiosa. Tavaliselt koosneb see Halli kiibist. Halli elemendil on spetsiaalne pooljuhtstruktuur, mis sisaldab voolu ülekandeala, Halli tegevusala ja pinge mõõtmise ala. Kui vool läbib andurit, mõjutab Halli aktiivset piirkonda Lorentzi jõud, mis põhjustab Halli potentsiaali.
2.2 Magnetahela struktuur: Magnetahela struktuuri kasutatakse peamiselt magnetvälja jaotuse juhtimiseks ja selle edastamiseks Halli elemendile. Magnetahela struktuur koosneb tavaliselt raudsüdamikust, magnetvälja reguleerimiskomponentidest ja magnetvälja varjestuskomponentidest. Rauast südamikku kasutatakse magnetvälja joonte juhtimiseks, magnetvälja reguleerimise elementi kasutatakse magnetvälja tugevuse ja suuna reguleerimiseks ning magnetvälja varjestuselementi kasutatakse väliste magnetväljade häirete vähendamiseks.
2.3 Väljundlülitus: Väljundahelat kasutatakse Halli potentsiaali mõõtmiseks ja võimendamiseks ning selle teisendamiseks voolu- või pingesignaaliks. Väljundlülitus koosneb tavaliselt operatiivvõimendist, filtriahelast ja võimendiahelast. Väljundahela töötlemise kaudu on võimalik saada sisendvooluga võrdeline pingesignaal, mille abil saab voolu mõõta.
