Eksperymentalny czujnik Halla

Eksperymentalny czujnik Halla
r_208_10_1
Czujniki Halla można oczywiście kupić, ale samodzielne wykonanie ich jest o wiele bardziej interesujące (i satysfakcjonujące)!
Zgodnie z teorią najważniejsze jest użycie możliwie cienkiej warstwy dotykowej; długość i szerokość nie mają znaczenia.
„Oczywistym” punktem wyjścia dla naszych prób byłaby miedź, która w postaci materiału na płytki drukowane jest łatwa do znalezienia i obsługi.
Płyta platerowana miedzią może być oczywista, ale nie idealna, ponieważ ma bardzo słabą stałą Halla.
Niemniej jednak powinniśmy móc go użyć do zademonstrowania efektu Halla, używając bardzo silnych magnesów w naszym czujniku.
Aby osiągnąć wykrywanie, potrzebujemy możliwie najwyższego poziomu wzmocnienia.
W pokazanym tu obwodzie wzmocnienie napięcia jest ustalane przez zależność dwóch rezystorów sprzężenia zwrotnego pierwszego wzmacniacza operacyjnego.
Przy podanych wartościach (2,2MΩ i 330Ω) uzyskuje się wzmocnienie 6 667.
Tworzy to również wygodne połączenie mostkowe do wykonywania pomiarów.
Potencjometr trymera umożliwia precyzyjną regulację.
Przy ustawieniu zerowym, które jest dokładne z dokładnością do miliwoltów, moglibyśmy użyć tego punktu testowego do pomiaru napięć Halla znacznie poniżej mikrowolta.
Wreszcie w ten sposób możemy również zmierzyć gęstość strumienia magnesu.

A1
Przy 6 667-krotnym wzmocnieniu uzyskuje się wówczas wartość 10mV.
Obwód ma zatem czułość 10mV na Teslę.
To powiedziawszy, dostosowanie punktu zerowego za pomocą potencjometru P1 nie jest szczególnie łatwe.
Wzmacniacz posiada osobne zasilanie w postaci akumulatora 9V (BT1).
W celu wykonania pomiarów podłączamy zasilacz laboratoryjny z regulowanym prądem wyjściowym (BT2) do czujnika Halla (powierzchnia miedziana) i ustawiamy prąd przepływający przez czujnik dokładnie na prąd 1A.
Następnie należy ponownie ustawić punkt zerowy.
Następnie pod czujnikiem umieszczamy silny magnes neodymowy.
Napięcie wyjściowe obwodu powinno teraz skutecznie zmieniać się o kilka miliwoltów.
Zwrócić należy uwagę, że istnieje kilka efektów, które mogą wpływać na wykonywane przez nas pomiary.
Każde przemieszczenie magnesu spowoduje powstanie napięcia indukcyjnego w przewodach zasilających, które jest znacznie większe niż samo napięcie Halla.
Za każdym razem, gdy poruszasz magnesem, musisz chwilę poczekać, aby pomiary ustabilizowały się.
Przy tak małych pomiarach napięcia mogą również wystąpić problemy z napięciami termicznymi z powodu wahań temperatury.
Autor: Stefan Hoffmann

Komentarze z Facebooka

Komentarze obecnie - OFF.