Устройство для измерения магнитной индукции

 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерений. Устройство содержит полупроводниковую пластину Холла 1, два катодных электрода 2, два анодных электрода 3, двухвходовый усилитель 4, индикатор сигнала 5, стабилизатор 6 тока пластины, источник 7 питания, балансировочный потенциометр 8, два вспомогательных стабилизатора 9 тока, два входных каскада 10, токоограничительные резисторы 11, выходной каскад 12. Максимальная чувствительность датчика достигается при выполнении полупроводниковой пластины в форме равнобочной трапеции. 2 ил., 1 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ-(ЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (51) 4 G 01 R 33/06

В Е" ОЫ."Н,"1Я пульт ц

Бг Ь,-!() ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (2) ) 4311 035/24-21 (22) 28 . 09,87 (46) 07.05.89. Бюл. Ф 17 (72) В.Г. Болдырев, В.В. Бочаров, В.П . Булеков, Д.Л. Каплан, Г.Я. Портной, В.И. Тихонов, С.Б. Резников и В.Н. Усачев (53) 621 .317.44(088.8)

1 (56) Чечерников В.И. Магнитные измерения. Изд-во МГУ, ) 969, с. 65-69.

Василевская Д.П., Денисов Ю.Н.—

ПТЭ, 1959, Р 3, с. 144. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТН0А ИНДУКЦИИ (57) Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерений. Устрой, ство содержит полупроводниковую пластину Холла 1, два катодных электрода 2, два анодных электрода 3, двухвходовый усилитель 4, индикатор сигнала 5, стабилизатор 6 тока пластины, источник 7 питания, балансировочный потенциометр 8, два вспомогательных стабилизатора 9 тока, два входных каскада 10, токоограничительные резисторы 11, выходной каскад 12. Максимальная чувствитель— ность датчика достигается при выполнении полупроводниковой пластины в форме равнобочной трапеции. 2 ил.

1 з.п. ф-лы.

1478) 73

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерений индукции постоянного и переменного магнит" 5 ных полей, например магнитной составляющей электромагнитной волны.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности измерений.

На фиг . 1 приведена функциональная 10 схема гальваномагнитного устройства; на фиг . 2 — то же, вариант.

Гальваномагнитное устройство содержит полупроводниковую пластину

Холла 1 с двумя катодными электро- 15 дами 2 и двумя анодными электродами 3, двухвходовый усилитель 4, индикатор 5 сигнала, стабилизатор 6 тока пластины, источник 7 питания, балансировочный потенциометр 8 и 20 два вспомогательных стабилизатора 9 тока. Усилитель содержит два входных каскада 1 О, в цепях которых включены токоог ранич ительные ре з исторы 11. Усилитель (фиг. 2) имеет также и выходной каскад 12.

Балансировочный потенциометр 8 средним зажимом подключен к входной клемме стабилизатора 6 тока пластины, а крайними зажимами к катодным электродам 2. Входные каскады 0 усилителя 4 подключены к анодным электродам 3 и к выходным клеммам вспомогательных стабилизаторов тока 9. Плюсовой зажим источ- 35 ника питания подключен к входным клеммам обоих вспомогательных стабилизаторов тока, а минусовой — к выходной клемме стабилизатора тока пластины. Усилитель BbHQJIBeH по диф- 40 ференциальной схеме. Пластина Холла

1 выполнена из полупроводника с электронной проводимостью в форме равнобочной трапеции,.причем ее катодные электроды 2 расположены в вер-45 шинах тупых углов, а анодные электроды 3 — в вершинах острых углов.

Гальваномагнитное устройство для измерения индукции магнитного поля рабатает следующим образом. 50

Электроны, оп ределяющие линии токов полупроводниковой пластины 1, показанные пунктиром, движутся в направлениях от ее катодных электродов 2 к противорасположенным анодным электродам 3. Средний зажим (ползунок) балансировочного потенциометра 8 отрегулирован таким образом, чтобы при отсутствии внешнего магнитного поля токи анодных электродов

3 i и i< равные половине тока I на входе стабилизатора тока пластины, а следовательно и токи входных каскадов 10 1„и i (i< = i — I .1 I ° — I ) были сбалансированы (равны), при этом средние плотности токов j „и j вблизи анодных электродов 3 также равны между собой.

При равных управляющих токах входных каскадов 10 усилителя 4 их выходные сигналы имеют равные друг другу значения, и напряжение на входе индикатора 5 сигнала равно нулю е

Под влиянием магнитного поля, индукции которого (В) направлена перпендикулярно плоскости пластины 1, . на движущиеся электроны действует ф Ф ф сила Лоренца F = е (Vi Bj, где V скорость движения электрона.

Эта сила вызывает отклонение электронов от прежних траекторий и соответственно — перераспределение плотностей токов j и j< вблизи анодных электродов 3, что приводит к разба° Ф лансировке управляющих токов и

° ( на входах каскадов 1 0 усилителя

4. Результатом указанного разбаланса является появление напряжения на входе индикатора 5 сигнала, величина которого пропорциональна величине индукции магнитного поля. При этом общий ток полупроводниковой пластины Т остается постоянным благодаря стабилизатору 6 тока, а его величина выбрана таким образом, чтобы искажения измеряемого магнитного поля, вносимые этим током, не вызывали погрешность, превышающую в широком частотном диапазоне заданную допустимую величину (например, порядка

0,5-1;5Х в частотном диапазоне от долейдо десятков мегагерц) . Роль вспомогательных стабилизаторов 9 тока сводится к разгрузке входных каскадов 10 усилителя 4 за счет исключе" ния неизменных составляющих I è I анодных токов i, и i, что позволяет повысить чувствительность и точность °

Предлагаемое устройство по сравнению с известными, основанными на измерении ЭДС Холла, позволяет существенно увеличить чувствительность измерений (при частных порядка 1 мГц

1478173

20

Составитель А. Сазонов

Редактор В. Бугренкова Техред Л.Олийнык Корректор М. Васильева

Заказ 2360/46 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 не менее, чем в 10 раз), погрешность при этом снижается не менее, чем в

2-2,5 раза.

Максимальная чувствительность дат5 чика достигается при выполнении полупроводниковой пластины в форме равнобочной трапеции. формула изобретения .10

1 . Устройство для измерения магнитной индукции, содержащее полупроводниковую пластину Холла с двумя катодными и первым анодным электродами, двухвходовый усилитель с подключенными к его выходу индикатором сигнала, источник питания, стабилизатор тока пластины, выход которого подключен к минусовому выводу источника питания и балансировочный потенциометр, средний вывод которого подключен к входу стабилизатора тока пластины, а крайние — к катодным электродам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, в него введены два вспомогательных стабилизатора тока, а полупроводниковая пластина снабжена BTopbM анодным электродом, расположенными сим метрично с первым относительно продольной оси симметрии пластины, причем каждый из анодных электродов подключен к выходу соответствующего вспомогательного стабилизатора тока и соответствующему входу усилителя, а входы двух вспомогательных стабилизаторов тока подключены к плюсовому выводу ис точник а п итания.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что усилитель выполнен по дифференциальной схеме, а полупроводниковая пластина выполнена в форме равнобедренной трап ции, причем катодные электроды расположены в вершинах тупых, а анодные— в вершинах острых ее углов °