ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ХОЛЛА

Входное сопротивление Rвх. Значение входного сопротивления измеряется между управляющими электродами (1,2) ПХ при разомкнутых холловских электродах (3,4) и при В = 0. Это сопротивление увеличивается с ростом магнитной индукции В, действующей на преобразователь. Поэтому при использовании ПХ для измерений напряженности магнитного поля необходимо питать его от источника тока (генератора тока).

Выходное сопротивление Rвых. Значение Rвых измеряется между холловскими электродами при разомкнутых управляющих электродах и при отсутствии магнитного поля (В = 0). Это сопротивление также как и Rвх зависит от значения магнитной индукции, воздействующей на преобразователь Холла. Вследствие магниторезистивного эффекта Rвх и Rвых увеличиваются с ростом магнитной индукции.

Остаточное напряжение Uост. Это напряжение, которое возникает между холловскими электродами при прохождении через преобразователь тока I в отсутствии магнитного поля (В = 0). Значение Uост зависит от направления и значения управляющего тока I.

Погрешность направленности обусловлена зависимостью выходного сигнала ПХ от его пространственного расположения по отношению к вектору магнитной индукции. Напряжение Холла имеет максимальное значение, когда вектор магнитной индукции направлен параллельно магнитной оси преобразователя, указывающей направление наибольшей чувствительности. В идеальном случае магнитная ось совпадает с нормалью к плоскости преобразователя.

Номинальное значение управляющего тока I ном. – значение управляющего тока, протекание которого через преобразователь Холла, не вызывает его нагрева выше, чем на 10¸15 °С температуры окружающей среды.

Номинальное значение индукции управляющего магнитного поля Вном – представляет собой то предельное значение управляющего магнитного поля до достижения которого гарантируется заданная линейность ПХ. С ростом индукции управляющего поля растет Rвх. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы при высоких индукциях (В³2Тл) значение управляющего тока не вызывало перегрева преобразователя.

Удельная чувствительность n уд.- определяется как отношение ЭДС Холла (Е_х) к соответствующим этой ЭДС значениям управляющего тока I и индукции В

nуд = Е_х / ( I × В ) В/(А×Тл)

Магнитная чувствительность- представляет собой отношение ЭДС Холла к значению индукции (В) при номинальном управляющем токе (I_ном.)

nм.= Ех / В при I = I _ном.

Сопротивление линеаризации Rл. Характер зависимости напряжения Ех от магнитной индукции при прочих равных условиях определяется также значением сопротивления нагрузки Rн, подключенной к холловским электродам. Значение сопротивления нагрузки ПХ, при котором погрешность спрямления минимальна, называется сопротивлением линеаризации. Значение Rл может быть определено расчетным путем или экспериментально, путем последовательного снятия характеристик преобразования при различных значениях нагрузки.

Характеристика преобразования – это зависимость нормированного напряжения Холла (Ех / I) от магнитной индукции В (рис.2).

Погрешность спрямления (линейности) D. Даже при оптимальном выборе геометрии ПХ и подключении его выхода к линеаризуещему сопротивлению Rл, характеристика преобразования Ех / I = f ( B ) имеет нелинейный характер (рис.2).

Для определения значения погрешности спрямления необходимо через характеристику преобразования и начало координат провести прямую таким образом, чтобы максимальное отклонение e над и под прямой были одинаковыми. Погрешность спрямления (нелинейность ПХ) определяется

D = [e / (Ех / I ) _max] × 100 %

Нетрудно видеть, что среднее значение удельной чувствительности может быть определено из рис.2 как :

n уд.ср. = tg j

ЗАДАНИЕ

1. Измерить индукцию радиальной В_рад. и осевой В_ос. составляющих постоянного магнитного поля тесламетром с помощью первичных измерительных преобразователей ПИП – РАД .

2. Измерить входное и выходное сопротивления Rвх и Rвых преобразователя Холла (ПХ).

3. Определить остаточное напряжение Uост. при трех значениях тока I = 1, 2, 3 мА и при различных направлениях тока.

Величина управляющего тока задается генератором тока (ГТ) по миллиамперметру В7 – 38, последовательно включенному к выходу ГТ.

Построить зависимость Uост = f ( I ).

4. Снять зависимость нормированного напряжения Холла (Ех / I ) от магнитной индукции В рад. при трех значениях тока управления I = 1, 2, 3 мА.

При измерении Ех холловские электроды подключить ко входу дифференциального усилителя (Ду) и установить на выходе Ду регулятором Уст.«0» нулевое значение напряжения при В = 0. (ПХ должен располагаться вне магнитного поля).

Установку «0» проводить для каждого значения тока, компенсируя остаточное напряжение Uост до нуля.

Построить характеристики преобразования. Определить удельную и магнитную чувствительность ПХ , нелинейность характеристики, среднее значение удельной чувствительности.

5. Установить ПХ по отношению к вектору магнитной индукции В рад под углом 45°. Снять характеристику преобразования при управляющем токе I = 3 мА. Сравнить характеристики. Оценить погрешность направленности.

Поиск по сайту: