Cosa fa funzionare i sensori di Hall?

Per il profano, che oggi ha la possibilità di sentir parlare di argomenti a cui un tempo non avrebbe mai avuto accesso, sentir dire che esistono dei sensori magnetici di velocità può essere causa di un certo livello di giustificabile perplessità. Come dovrebbero fare questi cosiddetti “sensori di Hall” a misurare la velocità di movimento di qualcosa usando semplicemente un magnete? E questo magnete su quale elemento ferroso agisce?
Proviamo a gettare un po’ di luce su questi misteriosi sensori di Hall.

Partiamo dal nome stesso di questi sensori, e iniziamo a chiarire che il nome stesso dei sensori di Hall ha un’origine illustre: deriva dal fisico Edwin Hall, che scoprì nel 1879 un particolare effetto fisico che ancor oggi porta il suo nome. In pratica, Hall scoprì un particolare fenomeno elettronico che si crea alle due opposte estremità di un conduttore elettrico quando trasmette una corrente mentre è immerso perpendicolarmente in un campo magnetico.

Non è chiarissimo?
Non preoccupatevi. Cerchiamo di semplificare le cose: i sensori di Hall sono capaci di produrre un voltaggio misurabile in base al passaggio attraverso un campo magnetico. E questo significa che i sensori di Hall permettono, se opportunamente disposti, di misurare la velocità di un oggetto senza bisogno di utilizzare cavi o ingranaggi di alcun tipo – purchè, naturalmente, nel sistema ci siano delle componenti di metallo ferroso su cui il magnete del sensore possa agire.

Proviamo a fare un esempio più pratico di un’applicazione reale – e molto utile – dei sensori di Hall che stiamo esaminando. Immaginiamo quindi un sistema di frenata antiblocco – così utile nelle situazioni di guida su cattivi terreni da essere ormai diventato uno standard. Per sapere come operare, il sistema deve sapere la velocità a cui la ruota sta girando. Come possono aiutarci in questo i sensori di Hall? Solitamente in questo caso si utilizza la configurazione a ruota dentata, dove il sensore si focalizza col magnete sui denti di un ingranaggio mentre questo gira insieme alla ruota, e ne misura la velocità di rotazione – in base a cui opera poi il sistema di frenata. E questo, naturalmente, senza che alcun dispositivo fisico intralci il movimento della ruota, e funzionando a qualsiasi velocità di rotazione di quest’ultima, anche se elevata.

I sensori di Hall non sono utilizzati soltanto nei freni, tuttavia: sono molti i dispositivi e macchinari ad alta tecnologia che sfruttano le loro misurazioni, e in generale tutti quelli dove è necessario a un sistema conoscere con rapidità e precisione la velocità di spostamento o di rotazione di un elemento specifico.