新型石墨烯霍尔传感器,为磁测量带来新机遇

因为有源传感组件是由原子稀薄的石墨烯制成的,石墨烯是二维的,因此实际上只能沿一个方向感应磁场。产生几乎可以忽略的平面霍尔效应。这使得能够获得真实的垂直磁场值,从而允许对局部磁场进行更高精度的映射。

  帕拉格拉夫(Paragraf)与欧洲核研究组织CERN的磁测量部门达成合作,共同展示了一款新型的石墨烯霍尔传感器,通过石墨烯传感器的独特特性(尤其是其微不足道的特性)为磁测量带来新的机遇。

  Paragraf首席执行官西蒙·托马斯(Simon Thomas)表示:“与欧洲核子研究组织(CERN)的合作展示了基于石墨烯的霍尔效应传感器在提高磁测量应用精度方面的潜力。我们的霍尔效应传感器解决了CERN在绘制磁场时面临的主要挑战,即:高精度测量加速器磁体中的局部磁场分布,同时消除了伪像并减少了传感器带来的不确定性。”

  欧洲核子研究组织(CERN)经营着世界上最大的粒子加速器,例如其27公里长的大型强子对撞机(LHC)跨越瑞士和法国在日内瓦附近的边界。物理学家通过在粒子加速器中碰撞亚原子粒子来研究我们的世界是如何从根本上构建的,粒子加速器依靠大量的正常和超导磁体来控制粒子束并将其聚焦到碰撞点。

  欧洲核子研究组织的电磁测量部门负责使用最新的技术和仪器对这些加速器的磁体进行测试。CERN正在进行的许多项目都执行了高精度和可靠的测量,因此,该团队一直在寻找新型传感器和传感器,以改善其测量方法和准确性。

  现有的霍尔效应传感器都表现出平面霍尔效应,其中不垂直于传感平面的场分量会产生错误信号。这是因为感应层实际上是三维的,具有一定深度。这些错误信号以及对场强的非线性响应会增加测量不确定度,从而限制了霍尔传感器的应用。从系统错误中分离出真实信号是一个复杂且耗时的过程。

  Paragraf的霍尔效应传感器解决了这些问题,因为有源传感组件是由原子稀薄的石墨烯制成的,石墨烯是二维的,因此实际上只能沿一个方向感应磁场。产生几乎可以忽略的平面霍尔效应。这使得能够获得真实的垂直磁场值,从而允许对局部磁场进行更高精度的映射。

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  通过使用没有平面效果的霍尔效应传感器,将传感器堆叠安装在旋转轴上将为新的映射技术打开大门。欧洲核子研究组织(CERN)磁测量部负责人斯蒂芬?鲁森舒克(Stephan Russenschuck)表示:“令人信服的优势将是加速器磁体中谐波含量的测量几乎沿磁体轴线呈点状。

  Paragraf的霍尔效应传感器的另一个关键特性之一是它的温度范围很广,从+ 80°C到1.5开氏低温。对于CERN,这意味着可以使用液氦温度范围(低于-269°C,4开尔文,-452°F)的传感器进行校准,从而可以高精度测量超导磁体内部的磁场。

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