Рис. 2.12 Датчик Холла
На рис. 2.11 зображена принципова схема пристрою з датчиком Холла. З допомогою цього пристрою було проведено всі вимірювання напруги, яка генерувалась датчиком завдяки магнітним полям досліджуваних магнітів.
Пристрій включає в себе датчик (на схемі позначений як Д1), резистори (R1, R2,…Rбал), операційний підсилювач (ОП) та вольтметр(М3900).
Датчик Холла має 4 вихідні контакти (ніжки): 2 сигнальні (Холлівські ніжки), та 2 ніжки живлення.
Основна властивість датчика – накопичувати заряди між Холлівськими ніжками під дією зовнішнього магнітного поля та струму живлення, що протікає через сам датчик. Величина струму живлення задається за допомогою резисторів R5, R6. Було обрано величину Iжив.= 2,98 мА. Ця величина зумовлена тим, що при більшому струмі датчик стає більш чутливий до вимірів, але починає грітися, що робить тривале вимірювання неможливим через непостійність вимірювань.
Сигнальні ніжки датчика підключені до операційного підсилювача. В роботі було використано підсилювач моделі К140УД6 з наступними характеристиками:
Таблиця 2.2 – Електричні параметри операційного підсилювача
1
|
Максимальна напруга живлення
|
15 В 10%
|
2
|
Вихідна напруга
|
не менше 11 В
|
3
|
Вхідний струм
|
не більше 100 нА
|
4
|
Коефіцієнт підсилення напруги
|
не менше 30000
|
5
|
Вхідний опір
|
1 мОм
|
Коефіцієнт підсилення:
(2.3)
Варто відмітити, що при включенні підсилювача має виконуватись наступна рівність:
(2.4)
Напруга живлення для датчика та операційного підсилювача забезпечувалась за допомогою трансформатора, включеного в мережу.
1
2
3
Рис. 2.13 Двополярний стабілізований блок живлення. 1 – трансформатор; 2 – випрямляч; 3 – стабілізатор.
На рис. 2.13 зображено блок, який в даній схемі забезпечував напругу живлення 24 В, яка являється номінальною для використаного операційного підсилювача.
Також на схемі присутній балансний опір, зображений як Rбал. За допомогою зміни цього опору перед вимірюванням на вольтметрі калібрував ся нуль для зручності вимірювання.
Знімались вимірювання з вольтметра, який працював в діапазоні 0÷20В. На схемі вольтметр позначений як М3900, що і є назвою використаної моделі вольтметра.
Оскільки отримані дані були у Вольтах, то за допомогою наступної кривої вони переводилися з у Тесла:
Рис. 2.14 Калібрувальна крива
Зображена на рис. 2.14 калібрувальна крива була отримана експериментальним шляхом на базі Інституту магнетизму НАН України.
Поділіться з Вашими друзьями: |