BG112514A

BG112514A - The hall effect magnetometer

Info

Publication number: BG112514A
Application number: BG112514A
Authority: BG
Inventors: Сия ЛОЗАНОВА; Вълчева Лозанова Сия; Чавдар РУМЕНИН; Станоев Руменин Чавдар; Светослав НОЙКОВ; Атанасов Нойков Светослав; Август ИВАНОВ; Йорданов Иванов Август; Левон Алтунян; Онник Алтунян Левон
Original assignee: Институт По Роботика - Бан
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2018-12-17
Also published as: BG67136B1

Abstract

The Hall effect magnetometer contains a Hall effect semiconductive sensor (1) with orthogonal or in-plane sensitivity and formed two power (2 and 3) and one measuring Hall effect contact (4), a current source (6), one of its terminals is connected to a contact (3) of the sensor (1). There is also a measuring electronic circuit (8) with a digital display (9) that is also connected to the current source (6). The measured magnetic field (10) is perpendicular to the corresponding active plane of the Hall effect sensor (1), as the data output of the magnetometer is the digital display (9) of the circuit (8). The power contact (2) is connected to the terminal of the load resistor (5), whose resistance is at least one order of magnitude higher than that of the Hall effect sensor (1). The other terminal of the resistor (5) is connected to the remaining terminal of the current source (6). To the contacts (2 and 3) of the sensor (1) are connected respectively the two terminals of the high-ohmic load trimmer (7), the midpoint of which and the Hall effect contact (4) are the differential output of the sensor (1). This output is coupled to the differential input of the measurement circuit (8) with the digital display (9).

Description

МАГНИТОМЕТЪР НА ХОЛHALL MAGNETOMETER

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТАFIELD OF THE INVENTION

Изобретението се отнася до магнитометър на Хол, приложимо в областта на роботиката и мехатрониката; контролно-измервателната технология и слабополевата магнитометрия; безконтактното измерване на ъглови и линейни премествания; позиционирането на обекти в равнината и пространството; безконтактната автоматика; микро- и нано-електрониката; биомедицинските изследвания; енергетиката и енергийната ефективност; автомобилната промишленост в това число електромобилостроенето; военното дело и сигурността включително контратероризма, и др.The invention relates to a Hall magnetometer applicable in the field of robotics and mechatronics; control and measurement technology and low-field magnetometry; non-contact measurement of angular and linear displacements; the positioning of objects in the plane and space; contactless automation; micro- and nano-electronics; biomedical research; energy and energy efficiency; the automotive industry, including the electric car industry; military affairs and security, including counter-terrorism, etc.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТАBACKGROUND OF THE INVENTION

Известен е магнитометър на Хол, съдържащ полупроводников сензор на Хол с ортогонална или равнинна чувствителност и формирани два захранващи и два измервателни контакти, изграждащи съответно входа и диференциалния Холов изход на сензора. Входът е свързан с двата извода на захранващ източник, а изходът - с диференциалния вход на измервателна електронна схема с цифрова индикация (цифров дисплей), също съединена с токоизточника. Измерваното магнитно поле е перпендикулярно на съответната активна равнина на сензора на Хол, като информационният изход на магнитометъра е цифровият дисплей към електронната схема, [1,2,3].A Hall magnetometer is known, comprising a semiconductor Hall sensor with orthogonal or planar sensitivity and formed two supply and two measuring contacts, building respectively the input and the differential Hall output of the sensor. The input is connected to the two terminals of a power supply, and the output - to the differential input of a measuring electronic circuit with digital indication (digital display), also connected to the power source. The measured magnetic field is perpendicular to the corresponding active plane of the Hall sensor, and the information output of the magnetometer is the digital display to the electronic circuit, [1,2,3].

Недостатък на този магнитометър на Хол е нелинейността на информационния изход, в резултат на физически процеси в сензора на Хол, което налага използване на линеаризираща компенсация на предавателната (изходната) характеристика на сензора, действаща в тесен интервал на магнитната индукция и в общия случай тази компенсация е слабо ефективна.The disadvantage of this Hall magnetometer is the nonlinearity of the information output, as a result of physical processes in the Hall sensor, which requires the use of linearizing compensation of the transmitting (output) characteristic of the sensor acting in a narrow range of magnetic induction and in general this compensation is poorly effective.

Недостатък е също повишената метрологична грешка при относително по-високите стойности на магнитната индукция, свързана с нелинейността на предавателната характеристика на сензора на Хол.Another disadvantage is the increased metrological error at relatively higher values of magnetic induction associated with the nonlinearity of the transmission characteristic of the Hall sensor.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТTECHNICAL ESSENCE

Задача на изобретението е да се създаде магнитометър на Хол с линейна характеристика на информационния изход в широк интервал на магнитната индукция и с минимална метрологична грешка.The object of the invention is to provide a Hall magnetometer with a linear characteristic of the information output in a wide range of magnetic induction and with minimal metrological error.

Тази задача се решава с магнитометър на Хол, съдържащ полупроводников сензор на Хол с ортогонална или равнинна чувствителност и формирани два захранващи и един измервателен Холов контакт. Единият от захранващите контакти е свързан с извода на товарен резистор, съпротивлението на който е поне с един порядък по-голямо от това на сензора на Хол. Другият извод на резистора е съединен с извода на токоизточник, вторият извод на който е свързан с останалия захранващ контакт на сензора. Към двата захранващи контакта на сензора на Хол са съдединени съответно двата извода на високоомен тример, средната точка на който и Холовият контакт са диференциалният изход на сензора. Този изход е свързан с диференциалния вход на измервателна електронна схема с цифров дисплей, също съединена с токоизточника. Измерваното магнитно поле е перпендикулярно на съответната активна равнина на сензора на Хол, като информационният изход на магнитометъра е цифровият дисплей към електронната схема.This problem is solved with a Hall magnetometer containing a semiconductor Hall sensor with orthogonal or planar sensitivity and formed two supply and one measuring Hall contact. One of the power contacts is connected to the output of a load resistor, the resistance of which is at least one order of magnitude greater than that of the Hall sensor. The other terminal of the resistor is connected to the terminal of the current source, the second terminal of which is connected to the rest of the power contact of the sensor. The two terminals of the high-impedance trimmer, the midpoint of which and the Hall contact are the differential output of the sensor, are connected respectively to the two supply contacts of the Hall sensor. This output is connected to the differential input of a measuring electronic circuit with a digital display, also connected to the power source. The measured magnetic field is perpendicular to the corresponding active plane of the Hall sensor, and the information output of the magnetometer is the digital display to the electronic circuit.

Предимство на изобретението е линейната характеристика на информационния изход в широк интервал на магнитната индукция чрез отстраняване при измерването на тази част от физическите процеси, които генерират нелинейност на елементите на Хол.An advantage of the invention is the linear characteristic of the information output in a wide range of magnetic induction by removing in the measurement that part of the physical processes which generate nonlinearity of the Hall elements.

Предимство е също минималната метрологична грешка в широк диапазон на магнитната индукция, поради високата линейност на предавателната характеристика на сензора на Хол.Another advantage is the minimal metrological error in a wide range of magnetic induction, due to the high linearity of the transmission characteristic of the Hall sensor.

Предимство е още драстично разширеният обхват на измерваната магнитна индукция, надхвърлящ повече от 3.0 Т.Another advantage is the drastically extended range of the measured magnetic induction, exceeding more than 3.0 T.

ОПИСАНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИDESCRIPTION OF THE ATTACHED FIGURES

По-подробно изобретението се пояснява с едно негово примерно изпълнение, дадено на приложената Фигура 1.The invention is illustrated in more detail by an exemplary embodiment thereof, given in the attached Figure 1.

ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕEXAMPLES OF IMPLEMENTATION

Магнитометърът на Хол съдържа полупроводников сензор на Хол 1 с ортогонална или равнинна чувствителност и формирани два захранващи 2 и 3, и един измервателен Холов контакт 4. Единият от захранващите контакти 2 е свързан с извода на товарен резистор 5, съпротивлението на който е поне с един порядък по-голямо от това на сензора на Хол 1. Другият извод на резистора 5 е съединен с извода на токоизточник 6, вторият извод на който е свързан със захранващия контакт 3 на сензора 1. Към контакти 2 и 3 на сензора на Хол 1 са съдединени съответно двата извода на високоомен тример 7, средната точка на който и Холовият контакт 4 са диференциалният изход на сензора 1. Този изход е свързан с диференциалния вход на измервателна електронна схема 8 с цифров дисплей 9, също съединена с токоизточника 6. Измерваното магнитно поле 10 е перпендикулярно на съответната активна равнина на сензора на Хол 1, като информационният изход на магнитометъра е цифровият дисплей 9 към електронната схема 8.The Hall magnetometer contains a semiconductor Hall 1 sensor with orthogonal or planar sensitivity and formed two supply 2 and 3, and one measuring Hall contact 4. One of the supply contacts 2 is connected to the output of a load resistor 5, the resistance of which is at least one an order of magnitude greater than that of the Hall sensor 1. The other terminal of the resistor 5 is connected to the terminal of the current source 6, the second terminal of which is connected to the power contact 3 of the sensor 1. To contacts 2 and 3 of the Hall sensor 1 are connected respectively the two terminals of a high-resistance trimmer 7, the midpoint of which and the Hall contact 4 are the differential output of the sensor 1. This output is connected to the differential input of a measuring electronic circuit 8 with a digital display 9 also connected to the current source 6. The measured magnetic field 10 is perpendicular to the respective active plane of the Hall sensor 1, the information output of the magnetometer being the digital display 9 to the electronic circuit 8.

Действието на магнитометъра на Хол, съгласно изобретението, е следното. При включване на източника 6 в полупроводниковия елемент на Хол 1 протича фиксиран ток Z_s = const, състоящ се основно от електрони. Тяхната подвижност винаги многократно превъзхожда тази на дупките, поради което сензорите на Хол 1 се реализират на основата на и-тип полупроводници - силиций, Ge, GaAs, InSb, InP и др. Сензорът на Хол 1 функционира в режим тенератор на ток Z_s = const, тъй като към контакта 2 е свързан товарен резистор 5, съпротивлението на който е поне с един порядък по-голямо от това на сензора на Хол 1. Прилагането на измерваното магнитно поле В 10 перпендикулярно на съответната активна равнина на сензора 1, води до възникване на странично отклоняваща отрицателните електрони сила на Лоренц F_L. В резултат електричните товари се концентрират към едната гранична повърхност на елемента на Хол 1. Върху срещуположната страна на структурата 1 обаче се „оголват” неподвижните донорни йони, концентрацията N_D на които съвпада с тази на допълнителните неравновесни електрони от другата гранична повърхност на сензора 1, N. = N_D+. По тази причина между двете срещуположни страни на елемента 1, където се разполагат Холовите контакти се генерира електричното поле на Хол Ец, компенсиращо отклоненяващото действие на силата на Лоренц, Ец = F_L. Полето на Хол £_н обуславя добре известното напрежение на Хол Vh·The operation of the Hall magnetometer according to the invention is as follows. When the source 6 is connected to the semiconductor element of Hall 1, a fixed current Z _s = const consists, consisting mainly of electrons. Their mobility is always many times greater than that of the holes, which is why Hall 1 sensors are realized on the basis of i-type semiconductors - silicon, Ge, GaAs, InSb, InP and others. The Hall sensor 1 operates in current generator mode Z _s = const, as a load resistor 5 is connected to the contact 2, the resistance of which is at least one order of magnitude greater than that of the Hall sensor 1. The application of the measured magnetic field In 10 perpendicular to the corresponding active plane of the sensor 1, a lateral electron-deflecting Lorentz force F _L occurs. As a result, the electrical loads are concentrated to one interface of the Hall 1 element. On the opposite side of the structure 1, however, the fixed donor ions are "exposed", the concentration N _D of which coincides with that of the additional nonequilibrium electrons from the other interface of the sensor 1. , N. = N _{D +} . For this reason, an electric field of Hall Etz is generated between the two opposite sides of the element 1, where the Hall contacts are located, compensating for the deflecting action of the Lorentz force, Etz = F _L. Field Hall £ _Mr. determines the well-known Hall voltage Vh ·

До неотдавна в теорията на ефекта на Хол се приемаше, че допълнителните електрони върху съответната страна на сензорите на Хол 1 са също неподвижни както положителните донорни йони N_D+. Съгласно проведените мащабни изследвания от Руменин, Лозанова и Нойков [4] е открито съществуването на неравновесен магнитноуправляем повърхностен ток AI_m(Is,B) върху Холовите (страничните) повърхности. Той е линейна и нечетна функция от стойността и посоката както на захранващия ток Is, така и на магнитното поле В 10. Фактически допълнителните електрични товари, например електроните, генерирани от силата на Лоренц F_L върху едната Холова страна увеличават повърхностния й ток, като едновременно върху срещуположната Холова страна доминира същият електричен товар, но от некомпенсирани положителни донорни йони, които са неподвижни в кристалната решетка. В същата интерфейсна зона повърхностният ток намалява със същата стойност, с каквато е нарстнал върху срещуположната страна. Токът AZ_OT(/s3) е фундаментална закономерност, възпроизводим е и не следва от класическата теория на явлението на Хол. Този ток е резултат от иновативната концепцията за подвижни, а не статични неравновесни токоносители, генерирани от силата на Лоренц F_L.Until recently, the Hall effect theory assumed that the additional electrons on the corresponding side of the Hall 1 sensors were as stationary as the positive N _{D +} donor ions. According to the large-scale studies conducted by Rumenin, Lozanova and Noykov [4], the existence of an nonequilibrium magnetically controlled surface current AI _m (Is, B) was found on the Hall (side) surfaces. It is a linear and odd function of the value and direction of both the supply current Is and the magnetic field B 10. In fact, additional electric loads, such as electrons generated by the Lorentz force F _L on one Hall side, increase its surface current while on the opposite Hall side the same electric load dominates, but from uncompensated positive donor ions, which are immobile in the crystal lattice. In the same interface zone, the surface current decreases by the same value as it grew on the opposite side. The current AZ _OT (/ s3) is a fundamental law, it is reproducible and does not follow from the classical theory of Hall's phenomenon. This current is the result of the innovative concept of mobile rather than static nonequilibrium current carriers generated by the Lorentz force F _L.

Същевременно магнитноуправляемият повърхностен ток A/„_;(/_sJl) оказва въздействие на двата Холови потенциала фш и φ_Η2 върху срещуположните Холови страни на сензора 1. Именно това ново свойство съдържа решението за нелинейността на елементите на Хол 1. Хипотезата, че тези потенциали следва да са равни по абсолютна стойност (рш = (рн2> независимо от силата на захранващия ток I_s и стойността на магнитната индукция В 10 е неточна. При ниски стойности на параметрите Is и В съществува симетрия на Холовите потенциали - <рш и + φ_Η2 - те са противоположни по знак и еднакви по абсолютна стойност φ_Ηι = Фиг, съгласно теорията на ефекта на Хол. Обаче при относително по-високи нива на захранването Is и на магнитното поле В 10 предавателните характеристики на сензорите на Хол 1 стават асиметрични. Когато силата на Лоренц F_L отклонява електроните към една от страните, потенциалът (pHi върху срещуположната е строго линейна функция от тока I_s и индукцията В 10 до максимално възможните в експериментите стойности на параметрите ток Is и индукция В 10. Това е случаят на „чистата” проява на ефекта на Хол. С нарастването на задаващите параметри 7_S и В все повече донорни йони, легирани в регулярната кристална решетка на основния полупроводник, наприемр силиций, „се оголват”. Зависимостта на потенциала фн2(Т?) върху срещуположната страна във функция на полето В 10, където се натрупват електроните при същите стойности на Д и β започва съществено да се отклонява от очакваната права линия. Например, съгласно експериментите при относителна магниточувствителност на сензор на Хол 1 S_x = 170 V/AT, индукция В = 1.6 Т, температура 300 К и захранващ ток 7_S = 8 mA отклонението от правата линия съставлява около 90 - 100 mV или около 3-4 % от поминала. Това е съществена метрологична грешка. Тази негативна девиация на предавателната характеристика от правата линия нараства с увеличаване на индукцията В 10 и тока 7_S. Причината е в генериране върху електрод Н₂ на допълнителен потенциал към Холовия, свързан с магнитосъпротивление. То произлиза от повишеното разсейване на електроните, формиращи повърхностния ток от интерфейсните дефекти в приповърхностна зона с контакт Н₂ на структурата 1.At the same time, the magnetically controlled surface current A / „ _; (/ _s Jl) affects the two Hall potentials fsh and φ _Η 2 on the opposite Hall sides of sensor 1. It is this new property that contains the solution for the nonlinearity of the Hall elements 1. The hypothesis that these potentials should be equal in absolute value (рш = (рн2> regardless of the supply current I _s and the value of the magnetic induction В 10 is inaccurate. At low values of the parameters Is and В there is a symmetry of the Hall potentials - <рш and + φ _Η 2 - they are opposite in sign and equal in absolute value φ _Η ι = Fig, according to the Hall effect theory, however, at relatively higher levels of power supply Is and the magnetic field B 10 the transmitting characteristics of the Hall 1 sensors become asymmetric. _L deflects the electrons to one of the sides, the potential (pHi on the opposite is a strictly linear function of the current I _s and the induction B 10 to the maximum possible in the experiments values of the parameters current Is and induction B 1 0. This is the case of the "pure" manifestation of the Hall effect. As the setting parameters 7 _S and B increase, more and more donor ions doped in the regular crystal lattice of the main semiconductor, for example silicon, are "exposed". The dependence of the potential fn2 (T?) On the opposite side as a function of the field B 10, where the electrons accumulate at the same values of D and β, begins to deviate significantly from the expected straight line. For example, according to experiments with a relative magnetic sensitivity of a Hall sensor 1 S _x = 170 V / AT, induction B = 1.6 T, temperature 300 K and supply current 7 _S = 8 mA, the deviation from the straight line is about 90 - 100 mV or about 3 -4% of the past. This is a significant metrological error. This negative deviation of the transmission characteristic from the straight line increases with increasing induction B 10 and current 7 _S. The reason is in the generation on the electrode H ₂ of an additional potential to the Hall associated with the magnetoresistance. It results from the increased scattering of the electrons forming the surface current by the interface defects in the near-surface zone with contact H ₂ of the structure 1.

Следователно, ако за метрологичен информационен сигнал се използва само напрежението Vhi(Js40 върху Холовия електрод Hi 4, от чиято равнина се отклоняват електроните от силата F_L, тогава негативните проблеми с нелинейността, точността на измерването и обхвата на магнитната индукция 10 са напълно технически решими. Реално се използва половината от цялото генерирано напрежение на Хол в структурата 1, обаче тази негова част, която е линейна. По тази причина се включва високоомният тример 7, двата извода на който са съврзани със захранващите контакти 2 и 3 на сензора 1. Средната точка на тримера 7 служи за референтен електрод, по отношение на който се измерва стойността на магнитната индукция в изключително широк диапазон на магнитното поле В 10. Тримерът 7 се настройва така, че в отсъствие на поле В = 0 10 потенциалът върху средната точка да съвпада с този на контакта Hi 4. Това позволява постигането на висока метрологична точност и компенсиране на офсета и на проявите на квадратичното магнитосъпротивление, развиващо се в обема на елемента на Хол 1. Чрез режима на сензора 1 генератор на ток се постига синхронно (синфазно) изменение на магниторезистивното напрежение върху захранващите контакти 2 и 3 в магнитно поле В 10 и на съответния магниторезистивен потенциал върху контакт Hi 4. Режимът генератор на ток, освен с товарния резистор 5 може да се осъществи еквивалентно и с други известни решения, съдържащи, например, транзисторен модул. В нашия случай главното за действието на магнитометъра е необходимостта сензорът на Хол 1 да функционира в режим генератор на ток. Диференциалното напрежение между контакт Hi 4 и средната точка на тримера 7, т.е. изходът на сензора 1 се подава на измервателната електронна схема 8, дисплеят 9 към която е изходът на магнитометъра на Хол. По този начин отпада необходимостта да се ползва вторият, „нелинейният” Холов електрод Н₂. Тримерът 7 е високоомен с цел през него да протича минимален ток, за да не се смущава режима на сензора 1.Therefore, if only the voltage Vhi (Js40 on the Hall electrode Hi 4 is used as a metrological information signal, from whose plane the electrons deviate from the force F _L , then the negative problems with the nonlinearity, measurement accuracy and range of magnetic induction 10 are completely technically solvable In reality, half of the total generated Hall voltage in structure 1 is used, but that part of it which is linear, therefore the high-resistance trimmer 7 is switched on, the two terminals of which are connected to the supply contacts 2 and 3 of sensor 1. The middle point of the trimmer 7 serves as a reference electrode, in relation to which the value of the magnetic induction is measured in an extremely wide range of the magnetic field B 10. The trimmer 7 is adjusted so that in the absence of field B = 0 10 the potential on the midpoint coincides with that of the Hi 4. socket. This allows the achievement of high metrological accuracy and compensation of the offset and the manifestations of the quadratic magnetoresistance developing in the volume of the Hall element 1. By the mode of the sensor 1 current generator synchronous (in-phase) change of the magnetoresistive voltage on the supply contacts 2 and 3 in magnetic field B 10 and of the corresponding magnetoresistive potential on contact Hi 4 is achieved. The current generator mode, in addition to the load resistor 5, can be implemented equivalently to other known solutions containing, for example, a transistor module. In our case, the main thing for the operation of the magnetometer is the need for the Hall 1 sensor to operate in current generator mode. The differential voltage between contact Hi 4 and the midpoint of trimmer 7, i. the output of the sensor 1 is fed to the measuring electronic circuit 8, the display 9 to which is the output of the Hall magnetometer. Thus, there is no need to use the second, "nonlinear" Hall electrode H ₂ . The trimmer 7 is high-impedance in order to flow a minimum current through it, so as not to disturb the mode of the sensor 1.

Настройката за работа на новия магнитометър на Хол, аналогично на други подобни инструменти, се осъществява по следния начин. Върху една от страните на плоската измервателна сонда, в която е разположен сензорът на Хол 1 е маркирана точка с определен цвят. Посоката на тока Is през елемента 1 е предварително фиксирана и не се променя. Точката е върху тази равнина на сондата, която ако е обърната към северния полюс на магнит, показанията на дисплея 9 са положителни. Това означава, че от повърхността, върху която е формиран единственият Холов контакт Hi 4 на сензора 1 електроните се отклоняват от силата на Лоренц към срещуположната страна. Осъществява се и задължителното калибриране на показанията на дисплея 9 чрез измервателната електронна схема 8 в магнитно поле В 10 с отнапред известни стойности на индукцията В. След тези предварителни настройки, сондата с цветната точка се поставя в неизвестно по стойност и посока магнитно поле В 10. Коректното отчитане е само ако знакът на цифрите върху дисплея 7 е положителен или нула. Ако показанията върху дисплея са отрицателни, т.е. силата на Лоренц отклонява електроните към страната с контакт Hi, равнината на сондата с точката се обръща за да станат показанията върху дисплея 9 положителни и максимални по стойност. Така се получава коректна метрологична информация едновременно за посоката и стойността на полето В 10.The setting for the operation of the new Hall magnetometer, similarly to other similar instruments, is performed as follows. On one side of the flat measuring probe, in which the Hall 1 sensor is located, a point of a certain color is marked. The direction of the current Is through the element 1 is pre-fixed and does not change. The point is on this plane of the probe, which, if facing the north pole of a magnet, the display 9 is positive. This means that from the surface on which the only Hall contact Hi 4 of the sensor 1 is formed, the electrons deviate from the Lorentz force to the opposite side. The obligatory calibration of the readings 9 is performed by means of the measuring electronic circuit 8 in a magnetic field B 10 with predetermined values of induction B. After these preliminary settings, the probe with the color dot is placed in an unknown value and direction magnetic field B 10. Correct reading is only if the number sign on the display 7 is positive or zero. If the display is negative, ie. the Lorentz force deflects the electrons to the side with contact Hi, the plane of the probe with the point is turned to make the readings on the display 9 positive and maximum in value. Thus, correct metrological information is obtained both for the direction and the value of the field B 10.

Неочакваният положителен ефект на новото техническо решение е, че за първи път в магнитометрията се предлага иновативна конфигурация, която елиминира един от най-сериозните недостатъци - нелинейността на предавателната сензорна характеристика при максимално разширен обхват на измерваната магнитна индукция В 10 като точността е съществено повишена.The unexpected positive effect of the new technical solution is that for the first time in magnetometry an innovative configuration is offered, which eliminates one of the most serious shortcomings - the nonlinearity of the transmitting sensor characteristic at the widest range of measured magnetic induction B 10 as accuracy is significantly increased.

Като сензори на Хол 1 в новия магнитометър могат да се използват всички видове и модификации на този клас полупроводникови преобразуватели. Това обхваща както класическите ортогонални конфигурации с правоъгълна, квадратна, триъгълна, ромбоидна и други геометрични форми, така и многобройните разновидности Холови сензори с равнинна магниточувствителност. В частност, на Фигура 1 като илюстрация на решението е използван елемент на Хол 1 с ортогонално активиране.All types and modifications of this class of semiconductor converters can be used as Hall 1 sensors in the new magnetometer. This covers both the classical orthogonal configurations with rectangular, square, triangular, rhomboid and other geometric shapes, as well as the numerous varieties of Hall sensors with plane magnetic sensitivity. In particular, an orthogonal activation Hall 1 element is used in Figure 1 to illustrate the solution.

ПРИЛОЖЕНИЕ: една фигураAPPENDIX: one figure

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

[1] Е. Ramsden, Hall effect sensors - Theory and application, 2^nd ed., Elsevier, Netherland, 2006.[1] E. Ramsden, Hall effect sensors - Theory and application, 2 ^nd ed., Elsevier, Netherland, 2006.

[2] C. Roumenin, Microsensors for magnetic field, in J.G. Korvink and O. Paul, eds, MEMS - a practical guide to design, analysis and application, W. Andrew Publ., USA & Spriger, pp. 453-521, 2006.[2] C. Roumenin, Microsensors for magnetic field, in J.G. Korvink and O. Paul, eds, MEMS - a practical guide to design, analysis and application, W. Andrew Publ., USA & Spriger, pp. 453-521, 2006.

[3] А.Я. Шихина, Испмтание магнитнмх материалов и систем, Москва, Знергоатомидат, стр. 376, 1984 г.[3] A.Ya. Shikhina, Test of magnetic materials and systems, Moscow, Znergoatomidat, p. 376, 1984

[4] С. Roumenin, S. Lozanova, S. Noykov, Experimental evidence of magnetically controlled surface current in Hall devices, Sensors and Actuators, A 175, (2012) 45-52.[4] S. Roumenin, S. Lozanova, S. Noykov, Experimental evidence of magnetically controlled surface current in Hall devices, Sensors and Actuators, A 175, (2012) 45-52.

Claims

PATENT CLAIMS /, Hall magnetometer containing a semiconductor Hall sensor with orthogonal or plane sensitivity and formed two power and measuring Hall contacts, a power source, the terminal of which is connected to one of the power contacts of the sensor, there is also a measuring electronic circuit , also connected to the current source, the measured magnetic field is perpendicular to the corresponding active plane of the Hall sensor as the information output of the magnetometer is the digital display to the circuit, CHARACTERIZED that the measuring Hall contact (4) is one, the supply contact (2) is connected to the terminal of a load resistor (5), the resistance of which is at least one order of magnitude greater than that of the Hall sensor (1), and the remaining terminal of the resistor (5) is connected to the other terminal of the current source (6) , to the contacts (2) and (3) of the Hall sensor (1) are connected respectively the two terminals of the high-resistance trimmer (7), the middle point of which and the running contact (4) are differential. the output of the sensor (1) as this output is connected to the differential input of the measuring electronic circuit (8) with the digital display (9).