Использование гальваномагнитных эффектов

В приборе, реализующем эффект Холла, преобразователь пред­ставляет собой пластинку из полупроводника, по которой протекает ток I. При помещении этой пластинки в магнитное поле на боковых гранях ее возникает разность потенциалов — э.д.с. Холла E.

Принципиальная схема прибора для измерения магнитной индук­ции, основанного на эффекте Холла, приведена на рис. 192.Обозначение на схеме: ПХ - преобразователь Холла; У - усилитель; И - указывающий прибор.

Величина э.д.с. Холла связана с магнитной индукцией и током следующим соотношением:

,

где Е — э.д.с. Холла; I — сила тока; В — магнитная индукция (вектор ее должен быть перпендикулярен плоскости пластинки, либо будет измерена лишь нормальная составляющая вектора В); R_x - постоянная Холла; h - толщина пластинки.

В, качестве материалов для преобразователей Холла используют германий, сурьмянистый индий и другие полупроводниковые материалы. Э.д.с. Холла обычно невелика. Так, например, чувствительность преобразователей из мышья­ковистого индия колеблется в пределах от 3∙10⁶ до 8∙10⁶ мкВ/(А∙Т), т. е. э.д.с. Холла, возникающая на боковых гранях пла­стинки с током в 1А при помещении ее в поле с магнитной индукцией 1 Тл, составляет от 3∙10⁶ до 8∙10⁶ мкВ. Поэтому в схеме прибора целесообразно (а иногда просто необходимо) использование усилителя.

Рис. 192. Приеципиальная схема прибора для измерения магнитной индукции, основанного на эффекте Холла

Для повышения точности измерения в приборах, основанных на эффекте Холла, часто используется компенсационный метод измерения.

Приборы, использующие эффект Холла, находят все более широкое рас- пространение, так как они обладают рядом положительных свойств. Они достаточно просты, имеют удовлетвори­тельную точность - 1,0 - 3,0% (специальными мерами точность может быть доведена до 0,05%), позволяют измерять магнитную индукцию или напряженность в постоянных, переменных (в широком диапазоне частот) и импульсных магнитных полях. Измерительные преобразователи имеют малые размеры, что позволяет проводить измерение индукций в узких зазорах.

Одним из недостатков преобразователей Холла является значи­тельная зависимость э.д.с. Холла от температуры. Для устранения этого явления термостатируют преобразователи либо применяют схемы температурной компенсации. Кроме того, ведется работа по улучшению характеристик преобразователей. В настоящее время уже получены образцы термостабильных преобразователей Холла с дрейфом нулевого сигнала не более 1 мкВ/°С и высокой чувствительностью порядка 2,5 В/(А∙Т).

Дата добавления: 2015-10-28