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对用霍尔效应法测量磁体表面磁场的探讨

返回列表 来源:华芯霍尔元件 浏览:0 发布日期:2019-02-13 14:53:47【

内容简介:本文定性分析了用霍尔效应法不可能真正测出表面磁场量值的原因,及介绍一种比较经济、实用的测量小磁体表面磁场的方法。

  根据霍尔效应原理制成的特斯拉计(高斯计)在测量磁场中,有着广泛的应用。这种仪器是由作为霍尔的霍尔探头及仪表整机两部分组成。其中探头内霍尔元件的尺寸、性能与封装结构对磁场测量的准确度起着关键的作用。

  霍尔效应特斯拉计对均匀、恒定磁场测量的准确度一般在5%—0.5%,高精度的测量准确度可以达到0.05%。但对磁体表面的非均匀磁场的测量就谈不上准确度了。往往是不同的仪表,或同型号的仪表,不同的探头,或同一支探头的不同侧面。去测量同一磁体表面,同一位置(应该说看上去是同一位置)的磁场时,显示的结果大不一样,误差可以超过20%,甚至50%。

  造成上述差别的原因有两点:其一,不同探头内霍尔元件封装的位置不同,或元件不在探头两侧的中部。这些探头在均匀磁场中,不会因位置上的改变而感受到磁场的改变,测量数据也不会因位置的不同而带来误差。当用不同的探头去测磁体表面发散的、不均匀的磁场时,虽然表面看上去是放到了同一位置,而内部霍尔元件感受到的并不是同一位置的磁场。感受到的场值不同,测量结果当然不一样。见不同磁体磁场示意图。一般,对于径向探头,厚度越小,内部霍尔元件离表面越近,测量表面磁场显示读数越大,采用超薄探头去测表面磁场时的读数可以高于常规探头20%以上(被测磁体尺寸越小,磁体表面曲率越大,表面磁场分布越不均匀,测量数据差别越大),但是无论多薄的探头,其内部对磁场敏感的部分与磁体表面总有一个间距,不可能为零距离。所以说,不可能测到真正的表面磁场。只能说,使用的探头越薄,读数越能反映出磁体的表面磁场。

  原因之二是:不同型号的霍尔元件内,所封装的霍尔元件敏感区尺寸不同。早期的体形霍尔元件,如锗、硅霍尔元件,尺寸一般为4。

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