Метод измерения мощности, основанный на эффекте Холла

Рис. 6.13. Эффект Холла

Если через полупроводниковую пластину в продольном направлении пропустить электрический ток и поместить ее в магнитное поле так, чтобы силовые линии поля были перпендикулярны направлению тока, то на поперечных гранях пластины возникает ЭДС Е_х. Описанный процесс возникновения Е_х называют эффектом Холла (рис. 6.13).

В качестве материалов для датчиков Холла (полупроводниковых пластин) используют кристаллы германия, кремния, сплавов индия.

Величина Е_х определяется следующим равенством:

где к — коэффициент пропорциональности;

/ — ток в пластине;

В — магнитная индукция.

В ваттметрах, работающих на основе описанного эффекта, датчик Холла помещают в центре волновода.

Если датчик ориентирован в электрическом поле так, что ток возникает за счет поперечной составляющей электрического поля ?, а плотность потока В — за счет поперечной составляющей магнитного поля Я, то напряжение Холла Е_х пропорционально среднему значению плотности мощности П_Л = [?7/|. Последовательно с датчиком Холла включается измерительный прибор, показания которого будут пропорциональны ЭДС Холла Е_х, а следовательно, и средней мощности сигнала, проходящего по волноводу.

Достоинствами ваттметров с датчиками Холла являются малое потребление мощности, надежность и малая инерционность, сравнительно широкий диапазон частот, возможность работать при любой нагрузке, а не только согласованной.

Недостатками ваттметров являются зависимость чувствительности от температуры окружающей среды и малый динамический диапазон.

Рассматриваемые ваттметры используют в качестве встроенных в аппаратуру приборов для контроля проходящей средней и импульсной мощностей.