Гальваномагнитные преобразователи
действие гальваномагнитных преобразователей основано на силовом влиянии магнитного поля на движущиеся электрические заряды. В преобразователях Холла и магниторезисторах поле действует на заряды, движущиеся в полупроводнике.
Чаще всего преобразователи Холла используют в виде плоской прямоугольной пластины из полупроводникового материала. Эффект Холла – электромагнитное явление, проявляющееся в появлении ЭДС (Е) на боковых гранях пластины при пропускании через нее тока I при помещении ее в магнитное поле индукции В (рис. 1.31) , т. е.
, (1.40)
где Rх – постоянная Холла, Ом×м/Тл; h – толщина пластины.
В слабых полях, где В < 0,1 Тл, эта зависимость квадратичная, при В = (0,1 – 1) Тл – линейная:
, (1.41)
где g – чувствительность, которая указывается в паспорте на преобразователь.
Как правило, в процессе измерений ток I остается неизменным, и в этом случае вводят параметр магнитная чувствительность gm = E/B при номинальном токе. Магнитная чувствительность и номинальный ток также приводятся в паспорте на преобразователь. Абсолютное значение магнитной чувствительности колеблется в пределах 0,06 – 0,6 В/Тл. Рациональнее пользоваться удельной чувствительностью: k = gI, т. е. считать коэффициентом преобразования произведение чувствительности на ток. Это позволяет определить выходной сигнал при любых токах, а не только при номинальном.
Конструктивно преобразователи выполняют в виде пластин прямоугольной или крестообразной формы. Выпускаются кремниевые, германиевые и арсенид-галлиевые преобразователи Холла. Толщина преобразователя – около 0,2 мм, размеры активной части – от 1,8 ´ 0,6 до 6 ´ 3 мм. Габаритные размеры в слюдяных обкладках примерно вдвое больше.
Преобразователи Холла находят широкое применение при измерении слабых магнитных полей, а для измерения более сильных полей (В > 1 Тл), при которых наступает насыщение преобразователя Холла, применяют магниторезисторы. В магниторезисторах используется эффект Гаусса, который состоит в изменении электрического сопротивления полупроводника под действием магнитного поля. наиболее ярко он проявляется в магниторезисторах из антимонида индия (InSb) и арсенида индия (InAs) с параметрами, приведенными в табл. 1.2.
Таблица 1.2
Дата добавления: 2020-04-12; просмотров: 535;