Гальваномагниторекомбинационные преобразователи — КиберПедия


Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Гальваномагниторекомбинационные преобразователи



 

 
 

Гальваномагниторекомбинационные преобразователи (ГМРП) основаны на изменении средней концентрации носителей заряда под действием магнитного поля, проявляющемся в проводниках, которые имеют поверхности с разной скоростью рекомбинации носителей зарядов [75]. ГМРП обычно представляет собой тонкую полупроводниковую пластинку (рис. 6.2), у которой одна из боковых поверхностей (1) грубо обработана (пескоструйка, грубая шлифовка), а другая (2) – отполирована. Вследствие этого у поверхности 1 скорость рекомбинации носителей зарядов на 2–3 порядка больше, чем у поверхности 2.

Если ГМРП находиться в магнитном поле так, что вектор магнитной индукции направлен перпендикулярно вектору плотности тока через ГМРП и параллельно плоскостям рекомбинации, то под действием силы Лоренца произойдет смещение носителей к одной из боковых поверхностей. Если направление магнитного поля таково, что заряды перемещаются к поверхности 1, то общая концентрация носителей зарядов уменьшается и соответственно возрастает сопротивление ГМРП. При обратном направлении вектора магнитной индукции изменяется направление силы Лоренца, что приведет к перемещению зарядов к поверхности 2, у которой малая скорость рекомбинации, и к общему увеличению концентрации зарядов, т.е. к уменьшению сопротивления ГМРП.

Таким образом, в отличие от магниторезисторов, у которых изменение сопротивления не зависит от полярности магнитной индукции, у ГМРП изменение сопротивления зависит от направления вектора магнитной индукции. При неизменном направлении магнитной индукции изменения знака приращения сопротивления можно достигнуть изменением направления тока через ГМРП. Следовательно, в магнитном поле ГМРП имеет свойства, аналогичные свойствам диода. В табл. 6.1 приведены параметры некоторых типов ГМРП.

 

Таблица 6.1.

Параметры гальваномагниторекомбинационных преобразователей

Тип ГМРП Rг, кОм I1, мА SВ, В/Тл νΘ, К-1 Rн, кОм Размеры, мм
Длина Ширина Высота
ГМР–1 1,0 0,002 0,5 0,20
ГМР–2 ГМР–3 0,8 0,15
ГМР–4 ГМР–5 1,0 1,5

 

 
 

ГМРП обычно включается последовательно с сопротивлением нагрузки в цепь, питаемую от стабилизированного источника постоянного или переменного напряжения. При питании ГМРП переменным током (рис. 6.3,а) и воздействии постоянного магнитного поля происходит модуляция сопротивления ГМРП Rг, обусловливающая переход цепи в режим квадратичного детектирования, что приводит к появлению на зажимах ГМРП постоянной составляющей, пропорциональной значению магнитной индукции.



 
 

При питании ГМРП постоянным током и воздействии переменного магнитного поля (рис. 6.3,б) на зажимах ГМРП возникает переменная составляющая падения напряжения. На рис. 6.4 приведены зависимости выходного напряжения от магнитной индукции (а), тока (б) и температуры (в) для ГМРП типа ГМР–1.

Как видно из табл. 6.1 и рис. 6.4,а, чувствительность к магнитной индукции ГМРП

SВ=ΔUвых/ΔВ (6.6)

на 2–3 порядка больше чувствительности преобразователей Холла.

Однако порог чувствительности ГМРП из-за сильной зависимости сопротивления ГМРП от температуры, влияния шумов и выпрямляющего действия контактов такого же порядка, как у преобразователей Холла. Частотный диапазон указанных типов ГМРП составляет 0–1014 Гц. В переменных магнитных полях достигнут порог чувствительности ГМРП 5×10-7 Тл.

ГМРП применяется для измерений магнитной индукции переменных и постоянных магнитных полей, а также для бесконтактного измерения токов и малых перемещений.

 

Датчики Виганда

 

Новейшей разработкой в области датчиков магнитного поля является датчик Виганда [76]. Он состоит из предварительно обработанной механически проволоки из сплава «Викалой» (10% V, 52% Со, 38% Fe) диаметром около 0,3 мм, намотанной в виде катушки длиной 15 мм, имеющей около 1300 витков. Если эту катушку поместить в магнитное поле, то при превышении определенной величины напряженности поля направление намагничивания спонтанно изменится. В результате этого изменения возникает импульс напряжения длительностью 20 мкс и амплитудой около 2,5 В.

Достоинствами датчика Виганда являются: отсутствие необходимости в источнике питания, большая величина сигнала (несколько вольт), широкий температурный диапазон (минус 196…плюс 175°С), конструктивная защищенность от коротких замыканий, искробезопасность.

 
 

На рис. 6.5,а показано изменение во времени импульса, возникшего в магнитно-бистабильной проволоке. Амплитуда и длительность импульсов не зависит от скорости изменения магнитного поля, так что датчики указанного типа могут применяться при скоростях, даже близких к нулю. Поэтому индуктивные методы уступают в таких случаях данному способу измерения. На рис. 6.5,б показано применение такого датчика для измерения скорости вращения.









Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...





© cyberpedia.su 2017-2020 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.007 с.