上海懿宏科学仪器有限公司

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如何选择霍尔探头

 

霍尔探头概述:

 

选择探头需要考虑的特性:一个霍尔探头的选择也许是最困难的,重要的是决定随后的高斯计选择。选择不合适的探头可能导致小于最优的精度或,甚至更坏的是昂贵的损坏Lakeshore提供一系列的高斯计探头用于各种磁测量应用。Lakeshore探头的精度和交替性是工厂标定的。Lakeshore标定的探头特征是在探头接头内可编程只读内存,以便标一数据由仪器自动读取。如果您有什么问题请和我们联系,我们可以引导您进行选择。Lakeshore也可以为客房定制探头来满足客户特写应用要求。

 

1、选择一个匹配的探头。不要求购买比实际需要精确度更高的,磁场量程更大或更弱的探头。
2、探头越细越脆弱,尽量避免选择一个容易损坏的探头,不仅不要求,而且将来用不到的应用。举个例子,避免使用一个器件裸露的探头,比如使用MFT-3E03-型号测量普通磁场。一旦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坚固,具有最大的保护。
4、使用铝杆横向探头时要谨慎,比如MMT-6J08-型号测交流磁场。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几个杆长,用户喜欢的或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)。杆的长度不影响性能。
6、知道了数据表上显示的探头内有效面积的差异,一个霍尔探头会指出所感应到的总有效面积的平均磁场值。因此,在测量高梯度磁场穿过传感器宽度时,选择最小的有效面积是可行的。小心脆弱规则(2)。
7、Lakeshore高斯计探头展示了不同的磁场范围,这个磁场范围将提供有效读数。请查看右边可用范围的技术参数表和表格。
8、比如标准探头结构中没有适合您需要的,Lakeshore可以提供定制探头来匹配您对物理,温度和精度的要求。联系我们提出您详细的特定要求。

 

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  • 数量级:
    霍尔疚探头所涵盖的操作量程3到5个数量级。操作超出了这个磁场范围会有性能上的损害,经常包括较大噪音或分辨率
    降低。选择正确的探头型号在想要的测量范围内保证最优性能。

  • 高稳定性(HST-1,HST-2,HST-3,HST-4)
    大到350kG1(35T)的高磁场量程,当磁场超出了其他探头型号的极限的时候,使用高稳定探头。他们的低磁场性能轻
    微降纸,具有50mG(5μT)的小灵敏度。HST探头本身比其他探头具有更稳定的温度,当预计有大的温度起伏时应该使
    用它。它们具有多种杆的形状。

  • 高灵敏度(HSE和HSE-1)
    高灵敏探头是最普通的用于磁场测量的。在高达35KG2(3.5T)的磁场中有效操作,具有极佳的灵敏度。在低磁场,灵
    敏度能低于5mG(5μT)。由于他们具有相对比较小的灵敏区,便于许多应用,HSE探头和HST探头的形状是一样的。
     

  • 超高灵敏度
    超高灵敏度探头用于低数量级大体积磁场是最有效的,这种探头具有无与伦比的低磁场分辨率0.02mG(2nT)。UHS探
    头或伽马探头是理想用于测量边缘磁场或地磁场变化。磁场强度超过30G的不宜使用。UHS探头比其他探头,并有一个
    很大的有效面积,使它们不适用于小体积磁场或狭小的空间。

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

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辐射对高斯计霍尔探头的影响

 

HST和HSE探头使用的是高杂质砷化铟材料。HST材料是2个中含杂质更高的材料,因此辐射影响较小。关于高杂质砷化
铟霍尔发生器的一些总说明如下:

  • 伽马辐射似乎对霍尔发生器几乎没有影响。

  • 质子辐射大于10Mrad的会引起小于0.5%的灵敏度的变化。

  • 中子累积辐射(>0.1MeV, 1015per cn2)会引起3%到5%灵敏度的降低。

中子累积辐射(>0.1MeV, 1015per cn2)会引起3%到5%灵敏度的降低。

 

 

方向:
选择探头时,获取磁场是挑战的一部分。磁场方向指出最基本的探头形状选择横向还是轴向。其他变化使用非常少,具有挑战性的应用。下列是HSE型和HST型探头的标准结构,UHS探头需要特殊包装,这里不做详细说明。

 

横向:
横向探头,最常见的是矩形,测量磁场垂直于它们的杆宽。对于最普通的磁场磁场很有用的,在磁场间隙中测量也是必不可少的。标准探头有几个杆长和厚度。

 

轴向:
轴向探头,通常是圆的,测量磁场垂直于它们的末端。它们也用于普通磁场的测量,但最常用的测量是螺线管产生的磁场。标准探头有几个杆长和直径。

 

柔性的:
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坚硬的,有些裸露的。这个独一无二的特征使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。

 

切向的:
切向探头是横向探头设计的,测量平行于表面或者靠近表面的磁场。有效面积非常靠近杆尖,这些探头是为特定应用而准备的,不应选作用于普通横向测量。

 

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

 

金属杆:
金属杆探头是用于直流和低频交流测量的最好选择。非铁金属用作探杆是因为它们对易碎的霍尔传感器具有最好的保护,不会改变测量的磁场。铝是最普通的金属杆材料,但是黄铜也能用。金属杆有一个缺点:当他们置于交流磁场中时,内部会产生涡流,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800Hz以上。

 

非金属杆:
非金属杆要求用于高频率交流磁场和测量脉冲磁场。玻纤/环氧是最常见的非金属杆材料,或霍尔疚传感器可裸露于陶制基底上,这对传感器缺少保护,涡流不会限制这些非导体材料的频率范围,但其他因素也许会。请注意:没有一个高斯计探头可裸露适用于高电压。

 

梯度:
如果所有的磁场都是大而均匀的,探头的选择会更容易的,但是大多数磁场都有体积上的限制并含有梯度(在数量级上有变化)。霍尔效应探头在有效面积上可测量平均数量级,这使得理解有效面积和磁场梯度之间的关系是必要的。几个磁场梯度就像活性感应元素从一个永磁体磁极离开,这使得了解有效面积和探尖之间的距离是非常重要的。探尖和有效面积之间的距离是指定用轴向探头,但用横向探头较不容易精确解释。

 

标定的有效面积:
HSE和HST探头都有一个标定的有效面积,大约1mm直径,对所有都有用但是最紧要的应用。所测磁场是有效面积的平均数,但没有有害坡度,所测量的值准确地表示了真实磁场。用标准探头进行的磁场扫描就是现实可行的,如果1mm的分辨率或者更大是可以接受的。

 

 

小的有效面积:
Lakeshore的具有更小的有效面积的HSE和HST探头可用于有害坡度测量,或用于高分辨率扫描应用。
UHS探头:
UHS探头有个很大的工作长度,达3.5in(89mm)。它们是为测量很小,几乎没有梯度的周围环境磁场设计的。

 

探头的耐用性:
所有的霍尔效应探头都是易碎的。传感器通常位于探杆的顶端,不能弯曲,不能震动,不能刮擦。它可能会让人选择一个最薄的横杆探头或最小直径的轴杆探头;然而,选择最结实的适合当前应用的总是最好的选择。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)不致于老是损坏,而且HMMA-2502-VR型号探头(1/4直径,铝制)比零尔传感器裸露的HMMA-1904-VR型号探头更耐用(3/16直径,玻纤)。注意:从不把探杆和另一个物体栓牢,如果一个探头被夹住,总是使用这个夹具夹住把手。

 

横向探头的极性:
当通量密度矢量是进入到Lakeshore标记的方向的时候,输出是正的。(比如:这个标记指向北极)

 

定义:
A、从探尖到有效面积中心线的距离。
+B、磁通量密度矢量(正的高斯计读数)。