Устройство для измерения эдс холла

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭДС ХОЛЛА по авт. св. Ло 961501. отличающееся тем. что. с целью повышения точности, в него введены элемент сравнения мгновенной фазы магнитного поля и ключ, включенный между делителем частоты и усилителем, управляющий вход ключа соединен с выходом элемента сравнения мгновенной фазы магнитного поля, причем последний связан с валом двигателя, на котором закреплен магнит. (Л сд ОО 00

„„ЯЦ„„1115138

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИК з(5ц Н 01 1 21/66

gp r.,;,. с; i u

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 961501 (21) 3366513/18-21 (22) 09. 12. 81 (46) 23.09.84. Бюл. № 35 (72) А. А. Александров, E. N. Базарный, А. С. Веденеев, И. Б. Гуляев и А. С. Ждан (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники

АН СССР (53) 621, 317 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 961501, кл. Н 01 1 21/66. (54) (57) УСТРО1 1СТВО Д. 1Я ИЗМЕРЕНИЯ ЭДС ХОЛЛА по авт. св. М 961501, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены элемент сравнения мгновенной фазы магнитного поля и ключ, включенный между делителем частоты и усилителем, управляющий вход ключа соединен с выходом элемента сравнения мгновенной фазы магнитного поля. причем последний связан с валом двигателя. на котором закреплен магнит.

1115138

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении электрофизических параметров твердого тела.

По основному авт. св. № 961501 известно устройство для измерения ЭДС Холла, содержащее постоянный магнит, закрепленный на валу двигателя, синхронный преобразователь частоты вращения вала в переменный ток, измерительный селективный усилитель, настроенный на частоту ЭДС Холла, подключенный к холловым зондам образца, в котором преобразователь частоты вращения выполнен в виде дискового обтюратора, по одну сторону которого размещен источник света, а по другую — фотоприемник, подключенный к входу делителя частоты, выход последнего через усилитель соединен с токовыми электродами образца (1).

Однако известное устройство имеет недостаточную точность измерения параметров ЭДС Холла, заключающуюся в неопределенности начальной фазы последней, которая не позволяет определить знак носителей эффекта Холла.

Целью изобретения является повышение точности измерения ЭДС Холла.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее постоянный магнит, закрепленный на валу двигателя, синхронный преобразователь частоты вращения вала в переменный ток, измерительный селективный усилитель, настроенный на частоту ЭДС Холла, подключенный к холловым зондам образца, в котором преобразователь частоты вращения вала выполнен в виде дискового обтюратора, по одну сторону которого размещен источник света, а по другую — фотоприемник, подключенный к вхо- ду делителя частоты, выход последнего через усилитель соединен с токовыми электродами образца, введены элемент сравнения мгновенной фазы магнитного поля и ключ, включенный между делителем частоты и усилителем, управляющий вход ключа соединен с выходом элемента сравнения, последний связан с валом, на котором закреплен магнит.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит постоянный магнит 1, закрепленный на валу 2 двигателя, последовательно соединенные умножитель

3 и делитель 4 частоты, ключ 5, выход которого через усилитель 6 подключен к ктоковым контакта образца 7, находящегося в переменном магнитном поле — в зазоре магнита 1, к холловым зондам образца подключен измерительный прибор 8, управляюгций вход ключа 5 соединен с выходом элемента 9 сравнения мгновенной фазы магнитного поля, связанного с валом 2 двига10

45 теля, на управляющий вход элемента 9 сравнения подается заданное значание начальной фазы f магнитного поля. Умножитель 3 частоты выполнен в виде дискового обтюратора 10, по одну сторону которого размещен источник 11 света, по другую— фтоприемник 12.

Устройство работает следующим образом.

Образец 7 находится в переменном с частотой и в магнитном поле, которое создается вращением магнита 1, закрепленного на валу

2 двигателя. Частота множится в N u делится в К раз умножителем 3 и делителем 4 частоты. Сигнал с выхода последнего через исходно разомкнутый ключ 5 и через усилитель 6 подается на токовые электроды образца 7. Ключ 5 замыкается сигналом с выхода элемента сравнения, который вырабатывает управляющий сигнал, когда мгновенная фаза магнитного поля достигает заданной величины 1О. Начиная с этого момента ключ 5 поддерживается замкнутым в течение времени, необходимого для измерения ЭДС Холла, например в течение ее периода, а затем размыкается.

При замыкании ключа 5 измерительный при бор 8 регистрирует сигнал ЭДС Холла с частотой Ю = и в / / и фазой ф =

= У+Я . Искомая величина Ф,определяется по разности Ф-Ч и равна 0 или К для проводимости р- или и-типа соответственно.

Устройство позволяет повысить точность измерения параметров ЭДС Холла, а именно ее начальной фазы, и тем самым дает возможность определять знак эффекта Холла, т. е. тип проводимости исследуемого объекта. Действительно, ЭДС Холла характеризуется амплитутой V частотой 5 и начальной фазой Ф, которая отсчитывается относительно начальных фаз магнитного поля Ф, и тока г . В известном устройстве благодаря синхронному преобразованию частоты магнитного поля à частоту электрического поля м частота ЭДС Холла

5 = /и4 Ф,/ функционально связана с

w :й =ь0 / „. / гдето иК вЂ” соответственно коэффициенты умножения и деления синхронного преобразователя. Однако известное устройство не позволяет определять начальную фазу ЭДС Холла Р,.

Синхронный преобразователь частоты включается в момент времени t = О, ког- да мгновенная фаза магнитного поля произвольно принимает одно из N значений:

2>i "„, и = 12,..., N, при этом начальной фазе электрического тока присваивается определенное значение, которое для простоты считает равным нулю.

Следовательно, начальная фаза ЭДС Холла

Ф, = Ф вЂ” г„, где cp — значение фазы

ЭДС Холла, зарегистрированная прибором, подключенным к холловым зондам образца, 1115138

Составитель В. Кашута

Редактор О. Юрковецкая Техред И. Верее Корректор М. Максиминишинеи

Заказ 6666/39 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в силу неопределенности P не может быть определена.

Таким образом, изобретение позволяет определять начальную фазу ЭДС Холла, по величине которой определяют знак эффекта Холла, отвечающий знаку основных носителей, т. е. тип проводимости, и тем самым повышает точность измерения параметровв ЭДС Холла.