2.4.3. Використання давачів Холла і давачів магнітоопору

В основному давачі Холла і давачі магнітоопору використовуються для вимірювання магнітних полів. Вони використовуються в дуже широкому діапазоні напруженості магнітного поля: від 1 до 10⁹А/м. З їх допомогою можна визначати криві намагнічування магнітних матеріалів, розподілення магнітних полів в електричних машинах і електромагнітних пристроях. При вимірюваннях в сильних магнітних полях (Н> 10⁷ А/м) е.р.с. Холла складає десяті долі вольт і може бути виміряна вольтметром з великим внутрішнім опором або за допомогою компенсаційної схеми. Регулювання чутливості досягається зміною напруги, що живить давач. Для збільшення вихідного сигналу використовують послідовні з’єднання декількох давачів Холла. При вимірюваннях в середніх магнітних полях (10⁵ А/м<Н<10⁷А/м) потрібно підсилення вихідної напруги давача. При вимірюваннях в слабких магнітних полях (Н< 10⁵ А/м) використовують так звані концентратори магнітного поля. В якості таких концентраторів використовують круглі довгі стержні з вузьким проміжком між ними, куди і поміщається давач. Стержні виготовляють з матеріалів з високою магнітною проникністю, найчастіше з пермалою. При довжині стержня в 1 метр, діаметрі 5 мм і зазору в 0,3 мм можна отримати коефіцієнт підсилення магнітного поля в 1500 раз. Давачі Холла з концентраторами магнітного поля здатні відчувати напруженість магнітного поля в 0,1 А/м. З їх допомогою можна досліджувати навіть дуже слабке магнітне поле Землі. Але потрібно відмітити, що вимірювання середніх і слабких магнітних полів за допомогою давачів Холла поки що доцільно лише в лабораторіях, а не в промислових умовах.

В середніх і слабких магнітних полях давачі Холла дуже чутливі до коливань температури і потребують стабільних джерел живлення і складних вимірювальних схем. Наприклад, термо-е.р.с. між матеріалом давача і його виводами співвимірна з вихідним сигналом. Та й при вимірюваннях в сильних магнітних полях використовують схеми термокомпенсації похибок за допомогою терморезисторів, а деколи навіть і термостатування, тобто вимірювання проводять в камері, де автоматично підтримується постійна температура.

По суті, давач Холла є елементарним множувальним пристроєм, оскільки його вихідний сигнал пропорційний добутку напруженості на струм. На цьому, по суті, і основані всі можливі використання давачів Холла. При постійному струмі через давач вихідний сигнал пропорційний напруженості магнітного поля. А якщо помістити давач в постійне магнітне поле, можна вимірювати струм, який проходить через нього, за значенням е.р.с. Холла. Це единий спосіб визначення розподілення струму в електромагнітних ваннах.

Давачі магнітоопору також спочатку використовувались для вимірювання магнітних полів, але потім були витиснуті більш сучасними давачами Холла на нових напівпровідникових матеріалах. Але давачі магнітоопору за структурою простіші ніж давачі Холла. Найкращою формою для давача магнітоопору є диск з одним виводом в центрі і іншим – на околі. Залежності відносної зміни опору давачів магнітоопору різної форми від магнітної індукції показані на рис. 2.4.3.

Основною перевагою давача магнітоопору є можливість безконтактної зміни активного опору.

Одним з можливих застосувань давачів магнітоопору є створення безконтактних клавішних вимикачів. При натисненні на кнопку такого вимикача переміщується магніт і змінюється магнітний потік, що впливає на давач магнітоопору.

Відомі також використання давачів Холла і магнітоопору в системах автоматики в якості вимірювачів струму в струмоведучих шинах, безконтактних потенціометрів для перетворення мехінічного переміщення (лінійного або кутового) в пропорційний електричний сигнал. Зручно використовувати давачі Холла в автоматичних пристроях, що контролюють стан стальних канатів.

Поки що давачі Холла і давачі магнітоопору порівняно мало використовуються в системах промислової автоматики. Але швидкий розвиток напівпровідникової технології призводить до розширення їх використання.

Потрібно відмітити, що в останній час до таких давачів додались ще і близкі за принципом дії магнітодіодні і гальваномагнітно-рекомбінаційні перетворювачі.