Полупроводниковые преобразователи магнитного поля

2.        Магнитометры использовались с ранних дней электричества и магнетизма. Первые инструменты были основаны на отклонении стрелки компаса или на отклонении баллистического гальванометра от ЭДС, генерируемой поисковой катушкой. До сих пор широко используется феррозондовый магнитометр. В последнее время стали доступны более экзотичные и чувствительные устройства. К ним относятся протонные магнитометры, способные измерять 1 нТл, а также сверхпроводящие квантовые интерференционные устройства на основе контактов Джозефсона или СКВИДы (SQUID), используемые в биомагнитных исследованиях для измерения полей порядка 1 пТл.

Для лабораторного применения доступны магнетометры для измерения полей от 0,1 мкТл до нескольких Тл. В таблице 1приведен порядок амплитудных значений различных источников магнитного поля.

Таблица 1 – Значение магнитного поля для некоторых распространенных источников магнитного поля.

 

Среди полупроводниковых магниточувствительных устройств наиболее популярными являются приборы на эффекте Холла [4]. Этот эффект был открыт Холлом в 1879 г. В то время даже не был еще объяснен механизм электропроводности в металлах (электрон сам по себе был открыт только в 1897 Дж. Дж. Томсоном), но эффект оказался весьма поучительным.

Холл заметил, что проводник с током, перпендикулярным магнитному полю, генерирует ЭДС во взаимно перпендикулярном направлении, как показано на рисунке 8. ЭДС должна измеряться вольтметром с высоким входным сопротивлением. Объяснение эффекта может быть получено из уравнения Лоренца:

,

где q – элементарный заряд (знак заряда учитывается),  – вектор напряжённости электрического поля,  – вектор магнитной индукции.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector