Магніторезистивні перетворювачі

Для виготовлення магніторезистивних перетворювачів напруженості та індукції магнітного поля використовуються напівпровідники з високою рухливістю носіїв струму, зокрема антимонід індію, арсенід індію, евтектичні сплави антимоніду індію та антимоніду нікеля, а також телурид і селенід ртуті та інші напівпровідникові сплави.

Основними характеристиками магніторезистивних перетворювачів є електричний опір R₀ при відсутності магнітного поля, функція перетворення, тобто залежність опору від значення магнітної індукції, а також температурний коефіцієнт опору.

Магніторезистивні перетворювальні елементи можуть виготовлятися у вигляді прямокутників, кілець або, з метою збільшення опору, у вигляді меандра. Виготовляють їх так. На ізоляційну підкладку 1 (рис. 2) приклеюють або закріплюють іншим способом напівпровідникову смужку 2 товщиною 15...30 мкм. Методом фототравлення магніторезистору надається необхідна форма, після чого наносять контакти і перевіряють його параметри.

Рис. 2 – Зовнішній вигляд магніторезистора

Як і для інших напівпровідникових перетворювачів, для магніторезисторів характерна значна температурна нестабільність опору. Магніторезистори мають помітну частотну залежність, яка, своєю чергою, залежить від форми магніторезистора..

Важливим параметром магніторезистивних перетворювачів магнітного поля є допустиме значення вимірювального струму Ідоп, що лімітується допустимим перегріванням перетворювача.

Загалом Ідоп є складною функцією властивостей матеріалу чутливого елемента магніторезистивного перетворювача, його геометричних розмірів, індукції і визначається звичайно експериментально. Максимальне допустиме значення вимірювального струму потрібно вибирати в межах лінійної ділянки характеристики при максимальних значеннях магнітної індукції.

Магніторезистори, як і перетворювачі Холла, можуть безносередньо застосовуватися для вимірювального перетворення індукції магнітного поля в напругу. Оскільки магніторезистор є пасивним перетворювальним елементом, то його необхідно вмикати в електричне коло, яке забезпечує протікання через нього електричного струму. Найчастіше магніторезистори вмикаються в мостові кола. При цьому; живлення мостового кола може бути здійсненим у режимах заданого струму, заданої напруги або заданої потужності. Від виду заданого режиму роботи мостової схеми залежить характер її функцій перетворення, тобто залежність і чутливість схеми.

Залежно від вимірювального кола, в якому увімкнений магніторезистивнвй перетворювач, зміна вихідної напруги буде різною функцією перетворюваної індукції.

Рис. 3 – Вимірювальні кола магніторезистивних перетворювачів

При відсутності магнітного поля, коли RВ=Ro, вихідна напруга мостового кола дорівнюватиме 0.

Контрольні запитання:

1. В чому полягає гальваномагнітний ефект Холла?

2. В чому полягає гальваномагнітний ефект Гауса?

3. Принцип дії та використання магніторезистивних перетворювачів.