Lake Shore400 系列霍尔探头特点及选择指南

      电缆长度：默认情况下，每个探头都有 2 m 长的电缆（410 型和低温探头除外）。也可提供：6 m、10 m 和 30 m 长度。

      400 系列霍尔探头特性

      灵活的探头配置以适应您的应用

      多种传感器类型可供选择，具有不同的性能特征

      最适合从地球场到超大电磁体的场级

      提供特定于应用的探头定制

      选择探头时要考虑的特性

      在选择高斯计之后，正确选择霍尔探头可能是最困难和最重要的决定。使用不正确的探头可能导致低于最佳精度，甚至更糟的是，造成代价高昂的损坏。Lake Shore 提供全系列的高斯计探头，可用于各种磁性测量应用。Lake Shore 探头经过工厂校准以确保准确性和互换性。Lake Shore 校准探头在探头连接器中具有可编程只读存储器 (PROM)，因此仪器可以自动读取校准数据。如果您有其他问题，请联系我们，我们的专家可以指导您完成选择过程。Lake Shore 还可以定制设计探头以满足您的特定应用要求。

      1.选择与应用相匹配的探头。不要购买超出实际需要的精度、范围或脆弱性。

      2.探针越薄，就越脆弱。尽量避免根据可能但不是必需的未来应用选择容易损坏的探头。例如，避免使用暴露设备探头（如 MFT-3E03 型型号）进行一般现场测量。一旦阀杆或传感器损坏，探头将无法修复。

      3.金属封闭探头，例如 MMT-6J08 和 MMA-2508 类型，可为霍尔传感器提供良好的保护。黄铜杆横向探头比铝型探头更坚固，并提供最大程度的保护。

      4.使用铝制的横向探头（例如 MMT-6J08 型）时要小心，在这些探头中要测量交流磁场。阀杆材料中的涡流会影响读数精度。交流测量的最佳选择是 MNT-4E04 型玻璃纤维环氧树脂杆探头。

      5.为每种探头类型提供了多种杆长。用户偏好或测试设置尺寸通常决定最终选择。较长的茎更容易受到意外弯曲（在许多情况下不是灾难性的，但很麻烦）。杆长不影响性能。

      6.请注意数据表上显示的探头“活动区域”的差异。霍尔效应探头将指示在总有效面积上感测到的平均场值。因此，在测量传感器宽度上具有高梯度的磁场时，请选择实际的最小有效区域。请记住脆弱性规则 (2)。

      7.Lake Shore 高斯计探头表现出不同的磁场范围，在这些范围内它们将提供有效读数。检查规格表和右侧的表格以了解这些可用范围。

      8.如果标准探头配置都不符合您的需求，Lake Shore 可以提供定制探头以满足您的物理、温度和精度要求。

某些范围不适用于 425 型

      震级

      典型的霍尔效应探头覆盖 3 到 5 个数量级的工作范围。超出此场范围的操作需要在性能上做出一些妥协，通常包括更高的噪声或分辨率的损失。选择正确的探头类型可确保在所需的测量范围内实现最佳性能。

      高稳定性（HST-1、HST-2、HST-3、HST-4）：

      凭借高达 350 kG 1 (35 T)的高场范围，当场超过其他探头类型的限制时，使用高稳定性探头。它们的低场性能略有下降，最低灵敏度为 50 mG (5 µT)。HST 探头本身也比其他探头具有更高的温度稳定性，应在预计会有较大温度波动时使用。它们提供多种阀杆几何形状。

      高灵敏度（HSE 和 HSE-1）：

      高灵敏度探头是最常见的通用现场测量。它们在高达 35 kG 2 (3.5 T) 的磁场中有效运行，具有出色的灵敏度。在低场时，它们的灵敏度可低至 5 mG (0.5 µT)。HSE 探头的有效面积相对较小，因此适用于许多应用，其几何形状与 HST 探头相同。

      1. 350 kG 475、455 和 425 型，300 kG 460、450 和 421 型
      2. 35 kG 475、455 和 425 型，30 kG 460、450 和 42 型

      辐射对高斯计霍尔探头的影响

      HST 和 HSE 探针使用高度掺杂的砷化铟活性材料。HST 材料是两者中掺杂度更高的材料，因此受辐射的影响较小。与高掺杂砷化铟霍尔传感器相关的一些一般信息如下：

      伽马辐射似乎对霍尔传感器几乎没有影响

      高达 10 Mrad 的质子辐射导致灵敏度变化小于 0.5%

      中子累积辐射 (>0.1 MeV, 10 15 per cm 2 ) 可导致灵敏度降低 3% 至 5%

      在所有情况下，辐射效应似乎随着暴露时间的长短而饱和并减弱。

      方向

      进入现场是选择探头的挑战之一。场方向决定了横向与轴向的最基本的探头几何选择。其他变体也可用于不太常见、更具挑战性的应用。下面列出的是 HSE 和 HST 探头的标准配置。

      横：

      横向探头，通常为矩形，测量垂直于其茎宽的区域。它们可用于大多数通用场测量，并且对于磁隙中的工作至关重要。标准探头有多种长度和厚度可供选择。

      轴向：

      轴向探头，通常是圆形的，测量垂直于其末端的场。它们也可用于通用测量，但最常用于测量螺线管产生的场。标准探头有多种长度和直径可供选择。

      灵活的：

      柔性探头在其茎的中间有一个柔性部分，而尖端的活动区域保持刚性并且有些暴露。这种独特的功能使它们比其他横向探头明显更脆弱。仅应为窄间隙测量应用选择柔性探头。

      切线：

      切向探头是横向探头，设计用于测量平行于和接近表面的场。活动区域非常靠近茎尖。这些探头专用于此特定应用，不应选择用于一般横向测量。

      频率

      霍尔效应高斯计同样适用于测量静态直流场或周期性交流场，但需要正确选择探头才能实现最佳性能。

      金属杆：

      金属杆探头是直流和低频交流测量的最佳选择。有色金属用于探头杆是因为它们为精密的霍尔效应传感器提供了最好的保护，而不会改变被测场。铝是最常见的金属阀杆材料，但也可以使用黄铜。金属杆确实有一个缺点：当它们被放置在交流场中时，它们会产生涡流。这些涡流与磁场相反并导致测量误差。误差幅度与频率成正比，在 800 Hz 以上最为明显。

      非金属阀杆：

      高频交流场和测量脉冲场需要非金属杆。玻璃纤维/环氧树脂是一种常见的非金属杆材料，或者霍尔效应传感器可以暴露在其陶瓷基板上。这为传感器提供的保护较少。涡流不会限制这些非导电材料的频率范围，但其他因素可能会限制。

      请注意：没有高斯计探头类型适合直接暴露在高压下。

      坡度

      如果所有场都大且均匀，则探头选择会更容易，但大多数场的体积有限且包含梯度（幅度变化）。霍尔效应探头测量其有源区域的平均幅度，因此有必要了解有源区域和场梯度之间的关系。

      当有源传感元件远离永磁磁极时，总是会经历剧烈的场梯度，因此了解有源区域和探头尖端之间的距离很重要。探针尖端和有效区域之间的距离是为轴向探针指定的，但对于横向探针则不太容易定义。

      标称有效面积：

      HSE 和 HST 探头的标称有效面积约为 1 毫米直径，这对于除最严格的应用外的所有应用都很有用。测量场是活动区域的平均值，但没有严重的梯度，测量值准确地代表了真实场。如果 1 mm 或更高的映射分辨率是可接受的，则使用标准探头进行场映射也是可行的。

      小活动区：

      Lake Shore 还提供具有较小活性区域的 HSE 和 HST 探头，用于在严重梯度下进行测量，或用于高分辨率测绘应用。

      探头耐用性

      所有霍尔效应探头都很脆弱。传感器通常位于探头杆的尖端，不得弯曲、受到物理冲击或磨损。选择具有最细横向杆或最小直径轴向杆的探头可能很诱人；然而，最好选择适合直接应用的最坚固的探头。例如，HMMT-6J04-VR（铝制阀杆）比 HMFT-3E03-VR（柔性阀杆）更不容易损坏，HMMA-2502-VR（直径为 1/4 的铝制阀杆）比HMNA-1904-VR（直径为 3/16 的玻璃纤维）及其外露霍尔传感器。注意：切勿将探头杆固定在另一个物体上。如果要夹住探头，请始终将夹子夹在手柄上。

      横向探头的极性

      当通量密度矢量的方向进入湖岸标志（即标志朝向北极）时，输出将为正。

      定义

      A = 探头尖端到有源区中心线的距离
      +B = 磁通密度矢量（正高斯计读数）