Тесламетры, основанные на измерении электрического сопротивления материалов (эффект Гаусса)

Если вещество поместить в магнитное поле, то изменится его электрическое сопротивление. Это явление используется для измерения магнитного поля.

Среди металлов наиболее ярко эффект Гаусса проявляется у висмута. Относительное изменение сопротивления равно 6 ¸ 7 % на 0,1 Тл.

Датчик выполняется в виде спирали из тонкой висмутовой проволоки. Эта проволока наносится на слюдяные пластины. Размеры датчика: 0,3*0,8 мм.

Применяются также полупроводниковые материалы:

· сурьмянистый индий (InAs);

· сурьмянистый никель;

· германий;

· теллурит ртути(HgTe).

Использование полупроводниковых датчиков позволило расширить предел измерения в сторону меньших значений до сотых долей Тл.

Уравнение преобразования датчика:

,

где: – изменение сопротивления датчика под действием магнитного поля;

– сопротивление датчика при ;

– коэффициент, который зависит от материала и геометрических размеров датчика;

– подвижность носителей заряда материала;

– для слабых магнитных полей при , при этом выполняется условие ;

– для сильных магнитных полей, когда .

Для компенсации температурной погрешности (с уменьшение температуры уменьшается сопротивление) последовательно с датчиком включается термистор. На рисунке 48.1 показана одна из возможных схем тесламетра.

Поскольку сопротивление датчика – единиц Ом, то наиболее целесообразно применить схему двойного моста. Мост используется в неуравновешенном режиме. Сопротивление служит для установки рабочего тока датчика, при этом переключатель П переводим в положение 2 и прибор измеряет падение напряжения на сопротивлении .

После этого переводим П в положение 1. При мост уравновешиваем изменением сопротивления . После этого датчик помещаем в магнитное поле, мост выходит из состояния равновесия. Показания прибора можно проградуировать в единицах индукции.

Применение двойного моста позволяет уменьшить влияние входного сопротивления и сопротивления подводящих проводников.

Погрешность метода: 1,5 %. Предел измерения: до 3 Тл.

Магнитосопротивление можно использовать в качестве чувствительного элемента компаратора, в котором эффект изменения сопротивления в переменном магнитном поле сравнивается с изменением сопротивления в постоянном поле.

Дата добавления: 2015-10-28