霍尔探头

 

  • 轴向霍尔探头,通常是细圆柱形的,测量磁场时,磁场需与圆柱的轴向平行。一般情况下多用于测量螺线管产生的磁场,也可以用作一般用途的磁场测量。

    用户可根据探头的长度和直径来选择合适的探头,同时Lake Shore公司还提供柔性和低温的轴向霍尔探头。

    更多产品信息......

  • 横向霍尔探头一般是矩形扁片形状的,测量磁场时,磁场的方向与扁片垂直。多数情况下被用来测量类似于磁体间距中的磁场。有多种长多和厚度的探头可供选择,同时Lake Shore公司还可以提供柔性、低温、切线及铜材料的探头。切线探头也是一种横向探头,一般用来测量平行或接近某表面的磁场,磁场测量的灵敏区域非常接近探头的顶端。

    更多产品信息......

  • 这些探头是专门配合410高斯计使用的探头,有轴向的、横向的、铜材料的。

    更多产品尽信息......

  • 用来测量磁场小的变化量或很小的磁场,比如说地球磁场、螺线管等设备周围的杂散磁场。分辨率最高可可达到10-5G,取决于选择什么样的高斯计。

    更多产品尽信息......

  • 这些多种霍尔探头可以同时测量2个或3个磁场分量,在进行磁场测绘的应用中是很重要的。

    更多产品尽信息......

  • 多种探头附件可供选择,包括:延长线、探头支架、零高斯腔、标准磁体等。

    更多产品尽信息......

 

量程:

 

霍尔效应探头涵盖的3到5个操作量程。超出量程范围,会影响测量性能,比如较大测量噪音或分辨率降低。选择合适的探头,确保在想要的测量范围内保证最优的测量性能。

 

高稳定性探头(HST-1, HST-2, HST-3, HST-4):

最高磁场量程到350 kG1 (35 T),当磁场超出了其他探头型号的极限的时候,推荐使用高稳定性探头。在进行低磁场测量时,这些探头的性能会略低,最小的磁场灵敏度为50 mG (5 µT)。HST高稳定性探头与其它类型的探头相比,具有更稳定的温度性能,当测量过程中会有大的温度变化时,推荐选用高稳定性探头。探头有多种尺寸可供选择。

 

高灵敏度(HSE 和 HSE-1):

高灵敏度探头多数被用来进行一般用途的磁场测量,最高可测量磁场为35 kG2 (3.5 T),具有极佳的灵敏度。对于低磁场,灵敏度可到到5 mG (0.5 µT)。由于他们具有相对比较小的灵敏区,对很多应用都很方便,HSE探头和HST探头的形状是一样的。

 

超高灵敏度(UHS and UHS-1):

高灵敏探头一般被用于测量磁场比较小、磁场体积比较大的应用中,磁场的最高分辨率可达到0.02mG(2nT)。 UHS探头或Gamma探头一般用来测量杂散磁场或地磁场的变化,在磁场超过30G的情况下,就不能再使用了。UHS探头与其它型号探头相比尺寸比较大,灵敏区域也比较大,对于体积比较小或紧凑空间内的磁场,UHS探头也是不适用的。

1、350 kG 和型号475、455、425, 300 kG 范围和460、450、421; 2、35 kG 和型号475、455、425, 30 kG范围和型号460、450、421;

 

辐射对高斯计霍尔探头的影响:

 

HST和HSE探头使用的是高参杂砷化铟材霍尔传感器。HST探头使用的霍尔传感器参杂程度更高,因此受辐射影响较小。关于高参杂砷化铟霍尔传感器的一些介绍如下:

 

  • 1.Gamma辐射对霍尔传感器几乎没有影响。
  • 2.质子辐射大到10 Mrad的会引起小于0.5%的灵敏度的变化。
  • 3.中子累积辐射(>0.1 MeV, 1015 per cm2)会引起3% 到5%灵敏度的降低。

 

在所有的情况下,辐射效应似乎随着长时间的暴露而饱和或降低。

 

方向:

 

弄清楚被测磁场是霍尔探头选择时具有挑战的问题。磁场方向决定最基本的探头形状选择,是横向还是轴向。下面是标准的HSE型和HST型探头,UHS探头需要特殊包装,这里不做详细说明。

 

横向探头:

横向霍尔探头一般是矩形扁片形状的,测量磁场时,磁场的方向与扁片垂直。多数情况下被用来测量类似于磁体间距中的磁场。有多种长多和厚度的探头可供选择,同时Lake Shore公司还可以提供柔性、低温、切线及铜材料的探头。

 

轴向探头:

轴向霍尔探头,通常是细圆柱形的,测量磁场时,磁场需与圆柱的轴向平行。一般情况下多用于测量螺线管产生的磁场,也可以用作一般用途的磁场测量。

 

柔性探头:

柔性探头在杆的中间有一部分是柔软的,尖端的有效区域还是硬的,霍尔传感器是裸露的。此特征决定了它们明显比其他横向探头更脆弱。柔性探头仅选用于窄间隙的测量应用中。

 

切向探头:

切线探头也是一种横向探头,一般用来测量平行或接近某表面的磁场,磁场测量的灵敏区域非常接近探头的顶端。

 

频率:

 

霍尔效应高斯计同样非常适合测量静态直流磁场,或是周期磁场、交流磁场,但是选择合适的探头,才能获得最佳性能。

 

金属探头:

金属探头是用于直流和低频交流测量的最好选择。非铁磁性金属用作探杆是因为它们对娇弱的霍尔传感器具有最好的保护,而且不会改变测量的磁场。铝是最普通的金属杆材料,同时也可以采用黄铜材料。金属探头的缺点是:当他们置于交流磁场中时,会产生涡流,这些涡流和磁场相悖会引起测量误差。误差数量级和频率成比例的,最明显的是800 Hz以上。

 

非金属探头:

非金属探头要求用于测量高频率交流磁场和脉冲磁场。玻纤/环氧是最常见的非金属探头材料,或霍尔效应传感器可裸露于陶瓷基底上,这样就是对传感器保护很少。这些非导体材料不会引起涡流,因此测量频率不会受到限制,但其他因素也许会有。

请注意:没有一个高斯计探头可裸露于高电压下测试。

 

梯度:

如果所有的磁场都是大而均匀的,探头的选择会很容易。但是大多数磁场都有体积上的限制并含有梯度变化(在磁场大小上有变化)。因为霍尔探头测量灵敏区域上的平均磁场,因此,弄清楚灵敏区域与磁场梯度之间的关系很必要。

当霍尔传感器从永磁体极头表面移走时,随着距离变化,会经历一些列的梯度磁场,因此知道传感器灵敏区域与探头顶端的距离是很重要的,对于每个轴向探头,探头的灵敏区域与探头顶端都有具体的距离指标。

 

标称灵敏区域

HSE和HST探头的灵敏区域大概在1mm(直径)左右,对于大多数严格的磁场测量是很有用的。被测磁场是灵敏区域上的平均磁场,如果此区域内的磁场没有剧烈的梯度,那么所测磁场就可以准确的反应真实的磁场值。如果测绘磁场的距离分辨率大于1mm,那么使用标准探头来测绘磁场也是可行的。

 

小灵敏区域:

Lakeshore也可以提供具有更小灵敏区域的HSE和HST探头,这些探头可用测量剧烈的梯度磁场和需要更高分辨率的磁场测绘。

UHS探头:

UHS探头的灵敏区域很长,达3.5 in (89 mm)。主要被用来测量小的、磁场梯度也很小的环境磁场。

 

探头的耐用性:

 

所有的霍尔探头都是易损的。传感器通常位于探杆的顶端,不能弯曲,不能震动,不能刮擦。人们可能愿意去选择最薄或最细的探头,实际上,在满足应用的前提下,选择最结实的探头,才是最好的选择。举个例子,HMMT-6J04-VR型号的探头(铝制杆)比HMFT-3E03-VR 型号的探头(柔性杆)更加结实;HMMA-2502-VR型号探头 (1/4 直径,铝制)比霍尔传感器裸露的HMNA-1904-VR型号探头更耐用 (3/16直径,玻纤) 。

注意:不要把探头和其它物体紧固在一起。

 

横向探头的极性:

 

当通量密度矢量是从Lakeshore Logo的方向进入的时候,出来的方向是正的。

 

 

选择探头需要考虑的因素:

 

在选择好合适的高斯计后,霍尔探头的选择或许是个难题,而这个问题对用来来说很重要。选择不合适的探头可能导致不能达到最优的精度或甚至更坏的损坏昂贵的探头。Lakeshore提供一系列的高斯计探头用于各种磁测量。Lakeshore探头是在工厂进行标定,并且具有互换性的。Lakeshore标定的探头在探头接头器内具有可编程的只读存储器(PROM),高斯计可自动读取标定的数据。如果您有什么问题请和我们联系,我们可以引导您进行探头的选择。同时Lakeshore也可以为客户提供非标探头定制服务。

 

  • 1.选择最适合于测量应用的的探头。不要最求更高精度、更宽磁场范围的探头。
  • 2.探头越细越或越薄越脆弱,如果不是必须,不要只是出于将来应用的可能性,来选择选择一个容易损坏的探头,要尽量避免这样做。举个例子,避免使用MFT-3E03-型号柔性横向探头来测量普通磁场。一旦探头杆或传感器被损坏了,探头是无法修复的。
  • 3.金属封装的探头,比如MMT-6J08 和MMA-2508型号的,对霍尔传感器具有良好的保护,铜杆的横向探头比铝制的探头更加坚固,具有最好的保护。
  • 4.使用铝杆横向探头时要谨慎,比如MMT-6J08-探头来测量交流磁场。杆材料的涡流会影响读数精度。交流磁场测量的上等选择是MNT-4E04-型号的环氧玻纤杆的探头。
  • 5.每个型号的探头都有多种尺寸可供选择,用户被测试装置的尺寸决定了最终的选择。杆越长就越容易受到意外弯曲(在许多事件中虽然不是灾难但是很麻烦)。杆的长度不影响磁场的测试性能,要尽量去选择比较短的探头。
  • 6.要理解探头数据表格中"灵敏区域"概念,霍尔感应在灵敏区域内的平均磁场值。因此,在测量高梯度磁场时,要尽量选择灵敏区域小的探头,但一定要记得上面提到的易损规则(2)。
  • 7.Lake Shore高斯计探头与不同探头配合使用时,具有不同的量程,在购买探头时要认真对照数据表格检查探头与高斯计配合时具有的量程范围和量程分辨率。
  • 8.如果标准探头中没有适合您需要的,Lake Shore可以提供定制探头来满足您的物理,温度和高精度的要测试要求。联系我们提出您详细的定制要求。