เซ็นเซอร์ฮอลล์เอฟเฟกต์ ( หรือที่รู้จักกันในชื่อเซ็นเซอร์ฮอลล์หรือโพรบฮอลล์ ) คือเซ็นเซอร์ ใดๆ ที่ใช้หลักการของฮอลล์เอฟเฟกต์ (ตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์เอ็ดวิน ฮอลล์ ) ซึ่งจะสร้างแรงดันไฟฟ้า ที่แปรผันตรงกับส่วนประกอบตามแนวแกนหนึ่งของ เวกเตอร์สนามแม่เหล็กB

เซ็นเซอร์ฮอลล์ใช้สำหรับ การตรวจ จับระยะใกล้การระบุตำแหน่ง การ ตรวจ จับความเร็ว และการตรวจจับกระแสไฟฟ้า^{[ 1 ]} และเป็นที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมและการใช้งานทั่วไป วงจรรวมเซ็นเซอร์ฮอลล์ (IC) หลายร้อยล้านชิ้นถูกจำหน่ายในแต่ละปี^{[ 2 ]} โดยผู้ผลิตประมาณ 50 ราย โดยตลาดโลกมีมูลค่าประมาณ หนึ่งพันล้านดอลลาร์^{[ 3 ]}

ในเซนเซอร์ฮอลล์กระแสไบแอสDC คงที่ ^{[ 4 ]}จะถูกนำไปใช้ตามแกนหนึ่งผ่านแถบโลหะบางๆ ที่เรียกว่าทรานสดิวเซอร์ องค์ประกอบฮอลล์ ขั้วไฟฟ้าตรวจจับที่อยู่ด้านตรงข้ามขององค์ประกอบฮอลล์ตามแกนอื่น จะวัดความแตกต่างของ ศักย์ไฟฟ้า ( แรงดันไฟฟ้า ) ข้ามแกนของขั้วไฟฟ้า ตัวนำประจุของกระแสจะถูกเบี่ยงเบนโดยแรงลอเรนซ์เมื่อมีสนามแม่เหล็กตั้งฉากกับการไหลของพวกมัน ขั้วไฟฟ้าตรวจจับจะวัดความแตกต่างของศักย์ (แรงดันไฟฟ้าฮอลล์) ที่เป็นสัดส่วนกับส่วนประกอบตามแนวแกนของสนามแม่เหล็กที่ตั้งฉากกับทั้งแกนของกระแสและแกนของขั้วไฟฟ้าตรวจจับ^{[ 5 ]}

เซ็นเซอร์แบบฮอลล์เอฟเฟกต์ตอบสนองทั้งต่อสนามแม่เหล็กคงที่และสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลง ( ในทางตรงกันข้าม เซ็นเซอร์แบบเหนี่ยวนำจะตอบสนองเฉพาะต่อการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กเท่านั้น)

แรงดันฮอลล์ยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและอาจมีค่าชดเชยได้ เนื่องจากแรงดันฮอลล์เป็นสัดส่วนกับความคล่องตัวของตัวนำประจุและความเข้มข้นของตัวนำประจุส่วนใหญ่ ผลกระทบของฮอลล์จึงเป็นวิธีการที่ได้รับการยอมรับในการกำหนดพารามิเตอร์เหล่านี้ในเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์^{[ 6 ]}

อุปกรณ์ Hall effect สร้างสัญญาณระดับต่ำมาก จึงจำเป็นต้องมีการขยายสัญญาณ เทคโนโลยี เครื่องขยายสัญญาณแบบหลอดสุญญากาศ ที่มีอยู่ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 นั้นมีขนาดใหญ่ ราคาแพง และสิ้นเปลืองพลังงานมากเกินไปสำหรับการใช้งานเซ็นเซอร์ Hall effect ในชีวิตประจำวัน ซึ่งจำกัดอยู่เฉพาะเครื่องมือในห้องปฏิบัติการ แม้แต่ เทคโนโลยี ทรานซิสเตอร์ รุ่นแรกๆ ก็ ยังไม่เหมาะสม จนกระทั่งมีการพัฒนา เทคโนโลยีไมโคร วงจรรวม (IC) ที่ ใช้ชิปซิลิคอน ราคาประหยัด เซ็นเซอร์ Hall effect จึงเหมาะสมสำหรับการใช้งานในวงกว้าง อุปกรณ์ที่จำหน่ายเป็นเซ็นเซอร์ Hall ในปัจจุบันประกอบด้วยทั้งเซ็นเซอร์ดังที่กล่าวมาข้างต้นและวงจรขยายสัญญาณ IC ที่มีอัตราขยายสูงในแพ็คเกจเดียว วงจร IC เซ็นเซอร์ Hall เหล่านี้อาจเพิ่มตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า ที่เสถียร นอกเหนือจากตัวขยายสัญญาณ เพื่อให้สามารถทำงานได้ในช่วงแรงดันไฟฟ้า ที่กว้าง และเพิ่มแรงดัน Hall เพื่อให้ได้สัญญาณอนาล็อกที่สะดวกซึ่งเป็นสัดส่วนกับส่วนประกอบของสนามแม่เหล็ก^{[ 4 ]}ในบางกรณี วงจรเชิงเส้นอาจยกเลิกแรงดันออฟเซ็ตของเซ็นเซอร์ Hall นอกจากนี้ การปรับกระแส AC อาจช่วยลดอิทธิพลของแรงดันออฟเซ็ตนี้ได้เช่นกัน

เซ็นเซอร์ฮอลล์เรียกว่าเชิงเส้นหากเอาต์พุตของมันเป็นสัดส่วนกับความแรงของสนามแม่เหล็กที่ตกกระทบ สัญญาณเอาต์พุตนี้อาจเป็นแรงดันไฟฟ้าแบบอนาล็อก สัญญาณ การปรับความกว้างพัลส์ (PWM) หรือสื่อสารแบบดิจิทัล ผ่าน โปรโตคอลบัสที่ทันสมัย^{​​[ 7 ]}เซ็นเซอร์ฮอลล์อาจเป็นแบบอัตราส่วนได้ เช่นกัน หากความไวของมันเป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายด้วย เมื่อไม่มีสนามแม่เหล็กแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตขณะหยุดนิ่งโดยทั่วไปจะเป็นครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าที่จ่าย^{[ 8 ]}พวกมันอาจมีเอาต์พุตแบบรางต่อราง^{[ 9 ]}

แม้ว่าตัวตรวจจับฮอลล์จะเป็นอุปกรณ์อนาล็อกแต่ ไอซี สวิตช์ฮอลล์มักจะรวม วงจร ตรวจจับค่าเกณฑ์ เพิ่มเติม เพื่อสร้างสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีสองสถานะ (เปิดและปิด) ซึ่งส่งสัญญาณดิจิทัล ไบนารีออก มา

เอาต์พุตของทรานซิสเตอร์อาจเป็นทรานซิสเตอร์ NPN แบบ open collector (หรือ MOSFETชนิด n แบบ open drain ) เพื่อให้เข้ากันได้กับ IC ที่ใช้แรงดันไฟเลี้ยงต่างกัน^{[ 4 ]}แทนที่จะสร้างแรงดันที่สายสัญญาณเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ Hall ทรานซิสเตอร์เอาต์พุตจะถูกเปิดใช้งาน ทำให้วงจรต่อลงกราวด์ผ่านสายสัญญาณเอาต์พุต

อาจใช้การกรอง ทริกเกอร์ Schmitt (หรือรวมเข้ากับ IC) เพื่อให้ได้เอาต์พุตดิจิทัลที่สะอาดและทนทานต่อสัญญาณรบกวนของเซ็นเซอร์ เกณฑ์ ฮิสเทอรี ซิ สสำหรับการสวิตช์ (ระบุเป็น B _OPและ B _RP ) จัดประเภท IC Hall ดิจิทัลเป็นสวิตช์แบบขั้วเดียว^{[ 10 ]}สวิตช์แบบหลายขั้ว^{[ 11 ]}หรือสวิตช์แบบสองขั้ว^{[ 12 ]}ซึ่งบางครั้งอาจเรียกว่าแลตช์^{[ 13 ]} สวิตช์แบบขั้ว เดียว (เช่น A3144) ^{[ 14 ]}หมายถึงการมีเกณฑ์การสวิตช์ในขั้วเดียวของสนามแม่เหล็กเท่านั้น สวิตช์แบบหลายขั้วมีเกณฑ์การสวิตช์สองชุดสำหรับทั้งขั้วบวกและขั้วลบ ดังนั้นจึงทำงานสลับกันด้วยสนามแม่เหล็กบวกที่แรงหรือสนามแม่เหล็กลบที่แรง

สวิตช์แบบไบโพลาร์มีค่า B _OP เป็นบวก และค่า B _RP เป็นลบ (และด้วยเหตุนี้จึงต้องใช้สนามแม่เหล็กทั้งบวกและลบในการทำงาน) ความแตกต่างระหว่าง B _OPและ B _RPมีแนวโน้มที่จะมากขึ้นสำหรับสวิตช์แบบไบโพลาร์ที่เรียกว่าแลตช์ ซึ่งจะคงอยู่ในสถานะเดียวเป็นเวลานานกว่า (กล่าวคือจะล็อคเข้ากับค่าสุดท้าย) และต้องการความแรงของสนามที่มากกว่าเพื่อเปลี่ยนสถานะเมื่อเทียบกับสวิตช์แบบไบโพลาร์ การแบ่งแยกชื่อระหว่าง "ไบโพลาร์" และ "แลตช์" อาจค่อนข้างเป็นไปตามอำเภอใจ ตัวอย่างเช่น เอกสารข้อมูลของHoneywell SS41F อธิบายว่าเป็น "ไบโพลาร์" ในขณะที่ผู้ผลิตรายอื่นอธิบาย SS41F ^{[ 15 ]} ของตน ที่มีข้อกำหนดที่เทียบเคียงได้ว่าเป็น "แลตช์"

เซ็นเซอร์ฮอลล์จะวัดเฉพาะส่วนประกอบของเวกเตอร์สนามแม่เหล็กตามแกนการรับรู้เท่านั้น เนื่องจากส่วนประกอบตามแกนนั้นอาจเป็นบวกหรือลบ เซ็นเซอร์ฮอลล์บางชนิดจึงสามารถตรวจจับทิศทางแบบไบนารีของส่วนประกอบตามแกนได้ นอกเหนือจากขนาดของมัน จำเป็นต้องเพิ่มเซ็นเซอร์ฮอลล์ที่วางตัวตั้งฉากเพิ่มเติม (เช่น ในหัวข้อ§ วงจรไอซีเซ็นเซอร์ฮอลล์คู่ ) เพื่อกำหนดทิศทางแบบ 2 มิติ และต้องเพิ่มเซ็นเซอร์ฮอลล์ที่วางตัวตั้งฉากอีกตัวเพื่อตรวจจับส่วนประกอบแบบ 3 มิติทั้งหมดของเวกเตอร์สนามแม่เหล็ก

เนื่องจากไอซีเซ็นเซอร์ฮอลล์เป็นอุปกรณ์โซลิดสเตทจึงไม่เสี่ยงต่อการสึกหรอทางกล ดังนั้นจึงสามารถทำงานได้ที่ความเร็วสูงกว่าเซ็นเซอร์เชิงกลมาก และอายุการใช้งานจะไม่ถูกจำกัดด้วยความล้มเหลวทางกล (ต่างจากโพเทนชิโอมิเตอร์ สวิตช์กกไฟฟ้าเชิงกล^{[ 16 ]}รีเลย์หรือสวิตช์และเซ็นเซอร์เชิงกลอื่นๆ) อย่างไรก็ตาม เซ็นเซอร์ฮอลล์อาจเสี่ยงต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม และการเปลี่ยนแปลงตามเวลาตลอดอายุการใช้งานของเซ็นเซอร์^{[ 17 ]}

อุปกรณ์ฮอลล์เอฟเฟกต์ (เมื่อบรรจุหีบห่ออย่างเหมาะสม) จะทนทานต่อฝุ่นละออง สิ่งสกปรก โคลน และน้ำ คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้อุปกรณ์ฮอลล์เอฟเฟกต์เหมาะสมกว่าสำหรับการตรวจจับตำแหน่งเมื่อเทียบกับวิธีการอื่น ๆ เช่น การตรวจจับด้วยแสงและการตรวจจับด้วยกลไกไฟฟ้า

แบนด์วิดท์ของเซ็นเซอร์ฮอลล์ที่ใช้งานได้จริงนั้นจำกัดอยู่ที่หลายร้อยกิโลเฮิร์ตซ์โดย เซ็นเซอร์ ซิลิคอน เชิงพาณิชย์ ทั่วไปมักจำกัดอยู่ที่ 10–100 กิโลเฮิร์ตซ์ ณ ปี 2016 เซ็นเซอร์ฮอลล์ที่เร็วที่สุดที่มีจำหน่ายในตลาดมีแบนด์วิดท์ 1 เมกะเฮิร์ตซ์ แต่ใช้เซมิคอนดักเตอร์ที่ไม่เป็นมาตรฐาน^{[ 18 ]}

สนามแม่เหล็กจากสิ่งแวดล้อมรอบข้าง (เช่น สายไฟอื่นๆ) อาจลดทอนหรือเพิ่มความเข้มของสนามแม่เหล็กที่หัววัดฮอลล์ต้องการตรวจจับ ทำให้ผลลัพธ์ไม่แม่นยำ เซ็นเซอร์ฮอลล์สามารถตรวจจับสนามแม่เหล็กภายนอกได้ง่าย รวมถึงสนามแม่เหล็กโลก ดังนั้นจึงใช้งานได้ดีในฐานะเข็มทิศอิเล็กทรอนิกส์ แต่ก็หมายความว่าสนามแม่เหล็กภายนอกดังกล่าวอาจขัดขวางการวัดสนามแม่เหล็กขนาดเล็กได้อย่างแม่นยำ เพื่อแก้ปัญหานี้ เซ็นเซอร์ฮอลล์จึงมักถูกรวมเข้ากับวัสดุป้องกันสนามแม่เหล็กชนิดต่างๆ

ตำแหน่งเชิงกลภายในระบบแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถวัดได้โดยไม่ต้องใช้ปรากฏการณ์ฮอลล์ โดยใช้ ตัวเข้ารหัสตำแหน่งแบบ ออปติคอล (เช่นตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์และแบบเพิ่มค่า ) และแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำโดยการขยับปริมาณแกนโลหะที่ใส่เข้าไปในหม้อแปลงเมื่อเปรียบเทียบปรากฏการณ์ฮอลล์กับวิธีการไวต่อแสงแล้ว การหาตำแหน่งสัมบูรณ์ด้วยวิธีฮอลล์ทำได้ยากกว่า

ในขณะที่องค์ประกอบ Hall เดี่ยวมีความไวต่อสนามแม่เหล็กภายนอก การกำหนดค่าที่แตกต่างกันขององค์ประกอบ Hall สองตัวสามารถยกเลิกสนามที่ไม่พึงประสงค์ออกจากการวัดได้^{[ 19 ]}ในลักษณะเดียวกับการยกเลิกสัญญาณแรงดันโหมดทั่วไปโดยใช้การส่งสัญญาณที่แตกต่างกัน

วัสดุต่อไปนี้เหมาะสมเป็นพิเศษสำหรับเซ็นเซอร์ Hall effect: ^{[ 20 ]}

• แกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs)
• อินเดียมอาร์เซไนด์ (InAs)
• อินเดียมฟอสไฟด์ (InP)
• อินเดียมแอนติโมไนด์ (InSb)
• กราฟีน

เซ็นเซอร์ฮอลล์เอฟเฟกต์สามารถนำไปใช้ในเซ็นเซอร์ต่างๆ เช่น เซ็นเซอร์วัดความเร็วรอบ (ล้อจักรยาน ฟันเฟืองมาตรวัดความเร็ว รถยนต์ ระบบจุดระเบิดอิเล็กทรอนิกส์) เซ็นเซอร์วัดการไหล ของของเหลว เซ็นเซอร์วัดกระแสไฟฟ้าและเซ็นเซอร์วัดความดันเซ็นเซอร์ฮอลล์มักใช้ในการจับเวลาความเร็วของล้อและเพลา (ดูรูปที่ 1) เช่น สำหรับการจับเวลาการจุดระเบิดของเครื่องยนต์สันดาปภายใน มาตรวัดรอบและระบบเบรกป้องกันล้อล็อก

โดยทั่วไปมักพบการใช้งานในกรณีที่ ต้องการทางเลือก ที่ทนทานและไม่ต้องสัมผัสแทนสวิตช์เชิงกลหรือโพเทนชิโอมิเตอร์ ตัวอย่างเช่นปืนแอร์ซอฟต์ ไฟฟ้า ไกปืนเพนต์บอล ไฟฟ้า ตัวควบคุมความเร็ว รถโก คาร์ทสมาร์ทโฟนและระบบระบุตำแหน่งทั่วโลกบางระบบ

หนึ่งในแอปพลิเคชันทางอุตสาหกรรมที่พบได้บ่อยที่สุดของเซ็นเซอร์ฮอลล์ที่ใช้เป็นสวิตช์ไบนารีคือการตรวจจับตำแหน่ง (ดูรูปที่ 2)

เซ็นเซอร์ Hall effect ใช้ในการตรวจจับว่าฝาครอบสมาร์ทโฟน (ซึ่งมีแม่เหล็กขนาดเล็ก) ปิดอยู่หรือไม่^{[ 21 ]}

เครื่องพิมพ์คอมพิวเตอร์บางรุ่นใช้เซ็นเซอร์ Hall ในการตรวจจับกระดาษหายและฝาปิดเปิด และเครื่องพิมพ์ 3 มิติบางรุ่นใช้เซ็นเซอร์ Hall ในการวัดความหนาของเส้นใย

เซ็นเซอร์ฮอลล์ถูกใช้ในตัวบ่งชี้ระดับน้ำมันเชื้อเพลิงของรถยนต์บางรุ่นโดยการตรวจจับตำแหน่งขององค์ประกอบลอยตัวในถังน้ำมันเชื้อเพลิง^{[ 22 ]}

เซ็นเซอร์ฮอลล์ที่ติดอยู่กับเกจวัดเชิงกลที่มีเข็มชี้วัดแม่เหล็กสามารถแปลงตำแหน่งทางกายภาพหรือทิศทางของเข็มชี้วัดเชิงกลเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สามารถใช้โดยอุปกรณ์ชี้วัดอิเล็กทรอนิกส์ ตัวควบคุม หรืออุปกรณ์สื่อสารได้^{[ 23 ]}

เครื่องวัดสนามแม่เหล็กแบบ Hall effect (เรียกอีกอย่างว่าเครื่องวัดเทสลาหรือเครื่องวัดเกาส์) ใช้ "หัววัด Hall" ^{[ 24 ]}ที่มีองค์ประกอบ Hall เพื่อวัดสนามแม่เหล็กหรือตรวจสอบวัสดุ (เช่น ท่อหรือท่อส่ง) โดยใช้หลักการของการรั่วไหลของฟลักซ์แม่เหล็กหัววัด Hall เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เซ็นเซอร์ Hall-effect ที่ปรับเทียบแล้วเพื่อวัดความแรงของสนามแม่เหล็กโดยตรง เนื่องจากสนามแม่เหล็กมีทั้งทิศทางและขนาด ผลลัพธ์จากหัววัด Hall จึงขึ้นอยู่กับทิศทางและตำแหน่งของหัววัดด้วย

เซ็นเซอร์ฮอลล์อาจถูกนำมาใช้สำหรับการวัดกระแสตรงแบบ ไม่สัมผัส ในหม้อแปลงกระแสในกรณีดังกล่าว เซ็นเซอร์ฮอลล์จะถูกติดตั้งในช่องว่างในแกนแม่เหล็กโดยรอบตัวนำกระแส^{[ 25 ]}ส่งผลให้ สามารถวัด ฟลักซ์แม่เหล็ก กระแสตรง ได้ และสามารถคำนวณกระแสตรงในตัวนำได้

เมื่ออิเล็กตรอนไหลผ่านตัวนำ จะเกิดสนามแม่เหล็กขึ้น ดังนั้นจึงสามารถสร้างเซนเซอร์วัดกระแสหรือแอมมิเตอร์ แบบไม่สัมผัสได้ อุปกรณ์นี้มีขั้วต่อสามขั้ว แรงดันไฟฟ้าของเซนเซอร์จะถูกจ่ายไปยังขั้วต่อสองขั้ว และขั้วที่สามจะให้แรงดันไฟฟ้าที่แปรผันตามกระแสที่กำลังวัด ซึ่งมีข้อดีหลายประการ คือ ไม่จำเป็นต้องใส่ตัวต้านทานเพิ่มเติม ( ตัวแบ่งกระแสซึ่งจำเป็นสำหรับวิธีการวัดกระแสแบบทั่วไป) ในวงจรหลัก นอกจากนี้ แรงดันไฟฟ้าที่อยู่บนสายที่จะวัดจะไม่ถูกส่งไปยังเซนเซอร์ ซึ่งช่วยเพิ่มความปลอดภัยของอุปกรณ์วัด

การรวมเซ็นเซอร์ Hall เข้ากับวงแหวนเฟอร์ไรต์ (ดังแสดงในภาพ) จะทำให้ความหนาแน่นของฟลักซ์ของสนามแม่เหล็กของกระแสไฟฟ้ากระจุกตัวอยู่ตามวงแหวนเฟอร์ไรต์และผ่านเซ็นเซอร์ (เนื่องจากฟลักซ์ไหลผ่านเฟอร์ไรต์ได้ดีกว่าผ่านอากาศมาก) ^{[ 4 ]}ซึ่งช่วยลดอิทธิพลสัมพัทธ์ของสนามที่กระจัดกระจายลงได้ถึง 100 เท่าหรือมากกว่านั้น การกำหนดค่านี้ยังช่วยปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนและผลกระทบจากการเลื่อนได้มากกว่าอุปกรณ์ Hall แบบเปลือยถึง 20 เท่า

เซ็นเซอร์แบบทะลุผ่านสามารถขยายช่วงการทำงานได้ทั้งขึ้นและลงโดยการเดินสายไฟที่เหมาะสม สำหรับการขยายช่วงการทำงานไปยังกระแสไฟฟ้าต่ำ อาจพันลวดตัวนำหลายรอบผ่านช่องเปิด แต่ละรอบจะเพิ่มปริมาณสัญญาณเอาต์พุตของเซ็นเซอร์เท่ากัน เมื่อติดตั้งเซ็นเซอร์บนแผงวงจรพิมพ์ สามารถใช้ลวดเย็บกระดาษยึดกับแผงวงจรเพื่อทำการพันลวดได้ สำหรับการขยายช่วงการทำงานไปยังกระแสไฟฟ้าสูง อาจใช้ตัวแบ่งกระแสไฟฟ้า ตัวแบ่งกระแสไฟฟ้าจะแบ่งกระแสไฟฟ้าออกเป็นสองสายที่มีความกว้างต่างกัน โดยสายที่บางกว่าซึ่งมีกระแสไฟฟ้าน้อยกว่าจะผ่านเซ็นเซอร์

เซ็นเซอร์แบบวงแหวนอีกรูปแบบหนึ่งใช้เซ็นเซอร์แบบแยกส่วนที่ยึดติดกับสายไฟ ทำให้สามารถใช้อุปกรณ์นี้ในอุปกรณ์ทดสอบชั่วคราวได้ หากใช้ในการติดตั้งถาวร เซ็นเซอร์แบบแยกส่วนจะช่วยให้สามารถทดสอบกระแสไฟฟ้าได้โดยไม่ต้องถอดวงจรที่มีอยู่เดิม

เอาต์พุตจะแปรผันตรงกับทั้งสนามแม่เหล็กที่ใช้และแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับเซ็นเซอร์ หากสนามแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นโดยโซลินอยด์ เอาต์พุตของเซ็นเซอร์จะแปรผันตรงกับผลคูณของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านโซลินอยด์และแรงดันไฟฟ้าของเซ็นเซอร์ เนื่องจากปัจจุบันแอปพลิเคชันส่วนใหญ่ที่ต้องการการคำนวณนั้นดำเนินการโดยคอมพิวเตอร์ดิจิทัล ขนาดเล็กแล้ว แอปพลิเคชันที่มีประโยชน์ที่เหลืออยู่จึงอยู่ในด้านการตรวจวัดกำลังไฟฟ้า ซึ่งเป็นการรวมการตรวจวัดกระแสไฟฟ้ากับการตรวจวัดแรงดันไฟฟ้าไว้ในอุปกรณ์ฮอลล์เอฟเฟกต์ตัวเดียว

โดยการตรวจวัดกระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้กับโหลด และใช้แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับอุปกรณ์เป็นแรงดันไฟฟ้าของเซ็นเซอร์ ก็สามารถกำหนดกำลังไฟฟ้าที่อุปกรณ์นั้นใช้ไปได้ เพื่อสร้างเครื่องวัดกำลังไฟฟ้า (wattmeter )

อุปกรณ์ฮอลล์เอฟเฟกต์ที่ใช้ในเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวและสวิตช์จำกัดการเคลื่อนไหวสามารถเพิ่มความน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้ เนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้ภายในเซ็นเซอร์หรือแม่เหล็ก อายุการใช้งานโดยทั่วไปจึงยาวนานขึ้นเมื่อเทียบกับสวิตช์อิเล็กโทรแมคคานิกส์แบบดั้งเดิม นอกจากนี้ เซ็นเซอร์และแม่เหล็กยังสามารถห่อหุ้มด้วยวัสดุป้องกันที่เหมาะสมได้อีกด้วย

เซ็นเซอร์ฮอลล์เอฟเฟกต์ นิยมใช้ในตัวจ่ายไฟเพื่อกำหนดจังหวะการจุดระเบิด (และในเซ็นเซอร์ตำแหน่งเพลาข้อเหวี่ยงและเพลาลูกเบี้ยวบางประเภทสำหรับการกำหนดจังหวะการฉีดเชื้อเพลิง การตรวจจับความเร็ว ฯลฯ) โดยใช้เป็นตัวทดแทนโดยตรงสำหรับหน้าสัมผัสแบบกลไกที่ใช้ในรถยนต์รุ่นก่อนๆ การใช้งานเป็นอุปกรณ์กำหนดจังหวะการจุดระเบิดในตัวจ่ายไฟประเภทต่างๆ มีดังนี้: แม่เหล็กถาวรแบบอยู่กับที่และชิปเซมิคอนดักเตอร์ฮอลล์เอฟเฟกต์จะถูกติดตั้งอยู่ข้างกันโดยมีช่องว่างอากาศคั่นอยู่ ทำให้เกิดเป็นเซ็นเซอร์ฮอลล์เอฟเฟกต์

โรเตอร์โลหะที่ประกอบด้วยช่องหรือแท็บถูกติดตั้งบนเพลาและจัดเรียงไว้เพื่อให้ในระหว่างการหมุนของเพลา ช่องหรือแท็บเหล่านั้นจะผ่านช่องว่างอากาศระหว่างแม่เหล็กถาวรและชิปเซมิคอนดักเตอร์ฮอลล์ ซึ่งจะช่วยป้องกันและเปิดเผยชิปฮอลล์ต่อสนามแม่เหล็กถาวรได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไม่ว่าแท็บหรือช่องนั้นจะผ่านเซ็นเซอร์ฮอลล์หรือไม่ก็ตาม สำหรับวัตถุประสงค์ในการกำหนดจังหวะการจุดระเบิด โรเตอร์โลหะจะมีช่องหรือแท็บขนาดเท่ากันหลายช่องที่ตรงกับจำนวนกระบอกสูบของเครื่องยนต์ (แท็บของกระบอกสูบหมายเลข 1 จะมีขนาดแตกต่างกันเสมอ เพื่อให้หน่วยควบคุมเครื่องยนต์สามารถแยกแยะได้)

วิธีนี้จะสร้างสัญญาณเอาต์พุตที่สม่ำเสมอคล้ายกับคลื่นสี่เหลี่ยมเนื่องจากระยะเวลาการป้องกันและระยะเวลาการสัมผัสเท่ากัน สัญญาณนี้จะถูกใช้โดยคอมพิวเตอร์ควบคุมเครื่องยนต์หรือ ECU เพื่อควบคุมจังหวะการจุดระเบิด

การตรวจจับการหมุนของล้อมีประโยชน์อย่างยิ่งในระบบเบรกป้องกันล้อล็อกหลักการของระบบดังกล่าวได้รับการพัฒนาและปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้นเพื่อมอบฟังก์ชันมากกว่าแค่การป้องกันการลื่นไถล โดยปัจจุบันได้เพิ่มประสิทธิภาพ การควบคุม รถให้ดียิ่งขึ้นไปอีก

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงไร้แปรงถ่านบางประเภทใช้เซ็นเซอร์ Hall effect เพื่อตรวจจับตำแหน่งของโรเตอร์และส่งข้อมูลนั้นไปยังตัวควบคุมมอเตอร์ ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมมอเตอร์ได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น เซ็นเซอร์ Hall ในมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน แบบ 3 หรือ 4 พิน จะตรวจจับตำแหน่งของโรเตอร์และอำนวยความสะดวกในการสลับทรานซิสเตอร์ตามลำดับที่ถูกต้อง^{[ 26 ]}

เครื่องขับดันแบบฮอลล์เอฟเฟกต์ (HET) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการขับเคลื่อนยานอวกาศ บางลำ หลังจากที่ยานอวกาศเข้าสู่วงโคจรหรือออกไปไกลกว่านั้นในอวกาศ ใน HET อะตอมจะถูกทำให้เป็นไอออนและเร่งความเร็วโดยสนามไฟฟ้าสนามแม่เหล็กแนวรัศมีที่สร้างขึ้นโดยแม่เหล็กบนเครื่องขับดันจะใช้ดักจับอิเล็กตรอนซึ่งจะโคจรและสร้างสนามไฟฟ้าเนื่องจากปรากฏการณ์ฮอลล์ ศักย์ไฟฟ้าขนาดใหญ่จะเกิดขึ้นระหว่างปลายเครื่องขับดันที่ป้อนเชื้อเพลิงที่เป็นกลาง และส่วนที่ผลิตอิเล็กตรอน ดังนั้นอิเล็กตรอนที่ถูกดักจับในสนามแม่เหล็กจึงไม่สามารถตกลงไปยังศักย์ไฟฟ้าที่ต่ำกว่าได้ พวกมันจึงมีพลังงานสูงมาก ซึ่งหมายความว่าพวกมันสามารถทำให้อะตอมที่เป็นกลางแตกตัวเป็นไอออนได้ เชื้อเพลิงที่เป็นกลางจะถูกปั๊มเข้าไปในห้องและถูกทำให้เป็นไอออนโดยอิเล็กตรอนที่ถูกดักจับ ไอออนบวกและอิเล็กตรอนจะถูกขับออกจากเครื่องขับดันในรูปของพลาสมา แบบกึ่งเป็นกลาง ทำให้เกิดแรงขับดัน แรงขับที่เกิดขึ้นนั้นน้อยมาก โดยมีอัตราการไหลของมวลต่ำมาก และความเร็วไอเสียที่มีประสิทธิภาพ/แรงดลจำเพาะสูงมาก ซึ่งต้องแลกมาด้วยความต้องการพลังงานไฟฟ้าที่สูงมาก ในระดับหลายสิบกิโลวัตต์ต่อแรงขับหนึ่งนิวตัน

ไอซีเซ็นเซอร์ฮอลล์มักจะรวมอิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลไว้ด้วย^{[ 27 ]}ซึ่งช่วยให้สามารถแก้ไขคุณลักษณะของเซ็นเซอร์ขั้นสูงได้ (เช่น การแก้ไขค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ) การสื่อสารดิจิทัลกับระบบไมโครโปรเซสเซอร์ และอาจมีอินเทอร์เฟซสำหรับการวินิจฉัยอินพุต การป้องกันข้อผิดพลาดสำหรับสภาวะชั่วคราว และการตรวจจับการลัดวงจร/วงจรเปิด

ไอซีเซ็นเซอร์ฮอลล์บางตัวมีDSPซึ่งช่วยให้สามารถใช้เทคนิคการประมวลผลเพิ่มเติมได้โดยตรงภายในแพ็คเกจเซ็นเซอร์^{[ 1 ] : 167}

ไอซีเซ็นเซอร์ฮอลล์บางตัวรวมตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิทัลและไอซีI2C (โปรโตคอลการสื่อสารระหว่าง ^วงจรรวม) เพื่อเชื่อมต่อโดยตรงกับพอร์ต I/O ของไมโครคอนโทรลเลอร์^{[ 28 ]}

ไมโครคอนโทรลเลอร์ESP32 ยังมีเซ็นเซอร์ Hall ในตัวซึ่งในทางทฤษฎีสามารถอ่านได้โดยตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิทัล ภายในของไมโครคอนโทรลเลอร์ แม้ว่าจะใช้งานไม่ได้ก็ตาม^{[ 29 ]}

เซ็นเซอร์ฮอลล์โดยทั่วไปต้องการอย่างน้อยสามขา(สำหรับไฟเลี้ยง กราวด์ และเอาต์พุต) อย่างไรก็ตาม ไอซีแบบสองสายใช้เพียงขาไฟเลี้ยงและกราวด์เท่านั้น และสื่อสารข้อมูลโดยใช้ระดับกระแสที่แตกต่างกัน ไอซีแบบสองสายหลายตัวสามารถทำงานได้จากสายจ่ายไฟเส้นเดียว เพื่อลดการเดินสายลงอีก^{[ 30 ]}

สวิตช์ Hall-effect สำหรับแป้นพิมพ์คอมพิวเตอร์ได้รับการพัฒนาในช่วงปลายทศวรรษ 1960 โดย Everett A. Vorthmann และ Joseph T. Maupin ที่Honeywell ^{[ 31 ]} เนื่องจากต้นทุนการผลิตสูง แป้นพิมพ์เหล่านี้จึงมักถูกสงวนไว้สำหรับการใช้งานที่ต้องการความน่าเชื่อถือสูง เช่น ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและการทหาร เมื่อต้นทุนการผลิตจำนวนมากลดลง แป้นพิมพ์สำหรับผู้บริโภคจำนวนมากขึ้นจึงเริ่มวางจำหน่าย

เซ็นเซอร์ Hall-effect ยังสามารถพบได้ใน คีย์บอร์ดเกมมิ่งประสิทธิภาพสูงบางรุ่น(ผลิตโดยบริษัทต่างๆ เช่นSteelSeries , Wooting, Corsair ) โดยสวิตช์เองก็มีแม่เหล็กอยู่ด้วย^{[ 32 ]}

แม้ว่าSegaจะเป็นผู้บุกเบิกการใช้เซ็นเซอร์ Hall-effect ใน คอนโทรลเลอร์ Sega Saturn 3D ^{[ 33 ]}และคอนโทรลเลอร์Dreamcast ^{[ 34 ]}ตั้งแต่ช่วงปี 1990 แต่เซ็นเซอร์ Hall-effect เพิ่งเริ่มได้รับความนิยมในการใช้งานในคอนโทรลเลอร์เกม สำหรับผู้บริโภค ตั้งแต่ช่วงต้นปี 2020 โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน กลไก อนาล็อกสติ๊ก / จอยสติ๊กและไกปืน^{[ 35 ]}เพื่อประสบการณ์ที่ดียิ่งขึ้นเนื่องจากการวัดตำแหน่งและการเคลื่อนไหวแบบไร้สัมผัส ความละเอียดสูง ความหน่วงต่ำ และอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นเนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนกลไก

การประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ฮอลล์เอฟเฟกต์ยังขยายไปสู่การใช้งานในภาคอุตสาหกรรม โดยปัจจุบันมีการใช้จอยสติ๊กฮอลล์เอฟเฟกต์ในการควบคุมวาล์วไฮดรอลิก แทนที่คันโยกเชิงกลแบบดั้งเดิมด้วยการตรวจจับแบบไร้สัมผัส การใช้งานดังกล่าวรวมถึงรถบรรทุกในเหมืองแร่ รถตักดิน เครน รถขุด รถยกแบบกรรไกร เป็นต้น

ไอซีบางตัวมีองค์ประกอบฮอลล์สองตัว ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการนับชุดของการเพิ่มขึ้น ( ตัวเข้ารหัสแบบเพิ่มขึ้น ) เพื่อสร้าง ตัวเข้ารหัส เชิงเส้นหรือแบบหมุนโดยการจัดเรียงแม่เหล็กที่เคลื่อนที่หรือหมุนจะสร้างรูปแบบแม่เหล็กสลับที่ตรวจจับได้ในรูปแบบการเข้ารหัสแบบควอดราเจอร์^{[ 4 ]}จากนั้นสามารถถอดรหัสรูปแบบนั้นเพื่อให้ได้ทั้งความเร็วและทิศทางการเคลื่อนที่ หรือเพียงแค่นับขึ้นและลงเพื่อกำหนดตำแหน่งหรือมุม (เมื่อใช้องค์ประกอบฮอลล์เพียงตัวเดียว จะไม่สามารถกำหนดทิศทางของตัวเข้ารหัสเชิงเส้นหรือแบบหมุนได้) องค์ประกอบทั้งสองที่วางห่างกันอย่างแม่นยำบนไดอาจวางในทิศทางเดียวกัน^{[ 36 ]}ในกรณีนี้ระยะห่างระหว่างขั้วแม่เหล็กควรเป็นสองเท่าของระยะห่างระหว่างองค์ประกอบฮอลล์^{[ 4 ]}หรืออีกทางหนึ่ง องค์ประกอบฮอลล์อาจวางทำมุม 90 องศาเพื่อให้การตรวจจับในสองแกน^{[ 37 ] [ 38 ]}

• สวิตช์กก
• เซ็นเซอร์สนามแม่เหล็ก MEMS

• Baumgartner, A.; Ihn, T.; Ensslin, K.; Papp, G.; Peeters, F.; Maranowski, K.; Gossard, AC (2006). "Classical Hall effect in scanning gate experiments" (PDF) . Physical Review B . 74 (16): 5426. Bibcode : 2006PhRvB..74p5426B . doi : 10.1103/PhysRevB.74.165426 . hdl : 10067/613600151162165141 . S2CID  121163404 .
• Nave, R. "ปรากฏการณ์ฮอลล์" . Hyperphysics . ภาควิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ มหาวิทยาลัยรัฐจอร์เจีย. สืบค้นเมื่อ20 เมษายน 2021 .

• สื่อที่เกี่ยวข้องกับเซ็นเซอร์ฮอลล์ในวิกิมีเดียคอมมอนส์