Центр РА
Обучение  
Исследования  
Консультации  
Программное обеспечение  
Издания  
Науки  
Контакты  
Научное общество  
ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ    ИНФОРМАЦИЯ  
 
За информацией о
работе Центра обращайтесь:
info@center-ra.ru
Студия интернет-дизайна TechApple.ru
Теория. Магниторезистивные преобразователи.
 


Скачать


Эффект магнитосопротивления

При прохождении электрического тока через вещество носители тока — электроны, двигаясь в электрическом поле со средней скоростью v, одновременно находятся в тепловом движении с самыми разнообразными скоростями.
На двигающийся в магнитном поле электрон действует сила Лоренца, и траектория его искривляется, так как сила эта приложена под углом 90° к направлению движения заряда. При этом на боковых гранях проводника возникает напряжение, создающее поперечное электрическое поле, в котором электрон также начинает испытывать действие силы. В момент включения магнитного поля заряды хлынут к краю проводника, но в следующий момент возникнет электрическое поле, появятся силы электростатического отталкивания и восстановится равновесие. После этого все остальные электроны будут уже двигаться так же, как и без магнитного поля. Иными словами, никакого изменения сопротивления в магнитном поле не произойдет.
Если бы столкновений электронов с решеткой тела и между собой не было, то они двигались бы свободно, как в вакуумных электронных лампах. Однако, если учесть, что не все электроны двигаются со скоростью v, которая является результатом усреднения самых разнообразных скоростей, то окажется, что для более быстрых электронов.



А для электронов со скоростями меньше средней:



Первые будут отклоняться против электрического поля Холла, а вторые — в обратную сторону. И те и другие в единицу времени пройдут теперь вдоль проводника уже меньший путь, а это - увеличение сопротивления проводника. Значит, изменение сопротивления в магнитном поле вызвано в этом случае отступлением скоростей электронов от средней, разбросом их скоростей, из этого следует вывод, что поле Холла уменьшает эффект магнитосопротивления, а разброс скоростей электронов его увеличивает.
Устранить поле Холла можно и конструктивно. Для этого достаточно взять проводник, у которого нет краев, к которым бы могли подойти электроны, например, используется диск с электродом в центре и электродом по окружности (диск Корбино). Ток пропускается в радиальном направлении. Другой структурой (с меньшей величиной) является пластина, ширина которой много больше ее длины.


1. Электроны, 2. Зонд, 3. Магниты,4. Магнитное поле, 5. Источник тока.


Снижение температуры также увеличивает эффект магнитосопротивления.
Относительное изменение сопротивления датчика магнитосопротивления в первом приближении будет:



На рисунке показано влияние формы датчика магнитосопротивления на величину эффекта. Коэффициент для этих кривых имеет приблизительные значения: а—0,043; 6—0,26; б—0,55; г—0,95



IV группы датчиков Холла и датчиков магнитосопротивления:

1) монокристаллические из элементарных веществ (например, германий, кремний);
2) монокристаллические из химических соединений (например, сурьмянистый индий);
3) поликристаллические из химических соединений;
4) пленочные датчики.


Стабильность датчиков во времени соответствует порядку их расположения, наибольшей стабильностью в настоящее время обладают датчики первой группы. У монокристаллических датчиков единственным источником нестабильности могут быть контакты. У поликристаллических возможной причиной нестабильности являются сопротивления прослоек между кристаллами. Если это химическое соединение, то в прослойках может находиться один из компонентов, который постепенно может входить в кристаллы. Все временные процессы ускоряются при нагревании датчиков. Нестабильность пленочных датчиков может изменяться за счет процессов кристаллизации, а также вследствие перечисленных выше причин. Срок службы датчиков, особенно первых двух групп, практически неограничен.

Устройства на основе датчиков магнитосопротивления


Первым техническим устройством на основе датчиков магнитосопротивления был измеритель напряженности магнитных полей, так называемая «висмутовая спираль». С точки зрения получения максимальной чувствительности такой датчик имел самую неблагоприятную форму. Это была длинная нить. Такая конструкция датчика магнитосопротивления объяснялась необходимостью получения достаточно больших сопротивлений спирали для согласования с измерительным прибором, так как висмут обладает очень большой электропроводностью.
Оставить запись в книге
Посмотреть на книгу гостей
Дата модификаци:
05 мая 2006 г.
Программа обучения
Преподаватели центра
Исследовательская деятельность
Консультативная деятельность
Услуги организациям
Виртуальная астрология
Лекции
Медицина