유한요소법을 이용한 자기센서용 자속집속기의 해석

Abstract

본 연구에서는 홀센서의 감도를 높이기 위해 사용되는 자속집속기의 두께, 홀소자와의 상대적 위치, 모서리 형상에 따르는 발생 자계를 유한요소법을 이용하여 계산하였다. 자속집속기의 두께가 얇을수록 발생 자계가 커지는 것을 알 수 있었고, 이 경향은 반자계를 고려한 겉보기 상대투자율의 두께의존성과 유사하다는 것을 알 수 있었다. 홀소자와의 상대적 위치에 따라 최대의 자계를 발생시키는 자속집속기의 최적의 두께가 변화하는 것을 알 수 있었다. 자속집속기와 홀소자의 간격이 가까울 경우, 자속집속기의 모서리 형상에 경사가 없는 것이 유리하지만, 자속집속기와 홀소자의 간격이 멀어질수록 자속집속기의 모서리를 경사지게 하는 것이 유리하다는 것을 알 수 있었다. In this study, magnetic concentrators which could be used to enhance sensitivity of Hall effect sensor were analyzed by using FEM. The parameters for FEM analysis were the thickness and edge shape of magnetic concentrator and relative position of magnetic concentrator against Hall element. Magnetic field in z direction decreased with increasing of the thickness of magnetic concentrator, of which tendency was similar to apparent relative permeability calculated with demagnetizing factor of magnetic concentrator. There were optimal thickness and edge shape of magnetic concentrator according to the relative position of magnetic concentrator against Hall element.