Трехкомпонентный датчик магнитного поля и способ его изготовления

 

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и может быть использоваться для определения магнитных полей со сложной конфигурацией в малых объемах. Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей. Датчик состоит из магниточувствительных элементов 1, 2, 3, корпуса датчика магнитного поля 4, каркаса 5, полого немагнитного куба 6, состоящего из граней 7, термодатчика 8, кисти нагревателей 9. Способ изготовления трехкомпонентного датчика магнитного поля содержит операции ориентации магниточувствительных элементов, их установку и фиксацию, установку и ориентацию контейнеров датчика, установку полого полукуба. С центром в точке сведения осей магниточувствительных элементов крепление термодатчика внутрь полого куба, склеивание граней полого куба с магниточувствительными элементами, удаление блоков ориентации, крепление на наружных гранях подогревателей, электрический монтаж, сборку контейнера, заполнение контейнера твердеющим компаундом. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 С 0 R 33 06

8",g<<,,I) H",ÌII I.,;(1, L-.- i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ.) У7

5 У 7 1 б

10 (/

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ Il+IT СССР (21) 4244963/24-21 (22) 15, 05 ° 87 (46) 30,06,89. Бюл. Р 24 (71) Объединенный институт ядерных исследований (72) В.М.Лачинов и В.П.Саванеев (53) 621.317.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 901950, кл. G 01 R 33/02, 1980. (54) ТРЕХКОМПОНЕНТНЬ01 ДАТЧИК МАГНИТНОГО ПОЛЯ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и может использоваться для определения магнитных полей со сложной конфигурацией в малых объемах. Цель изобретения повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей.

Патчик состоит из магниточувствительных элементов 1,2,3, корпуса датчика 4 магнитного поля, каркаса 5, полого немагнитного куба 6, состоящего из граней 7, термодатчика 8, кисти нагревателей 9. Способ изготовления трехкомпонентного датчика магнитного поля включает операции ориентации магниточувствительных элементов, их установку и фиксацию, установку и ориентацию контейнеров датчика, установку полого полукуба, с центром в точке сведения осей магниточувствительных элементов крепление термодатчика внутри полого куба, склеивание граней полого куба с магниточувствительными элементами, удаление блоков ориентации, крепление на наружных гранях подогревателей, электрический монтаж, сборку контейнера, заполнение контейнера тве деющим компаундом.2 с.п.ф-лы,3 ил.

1490656

Изобретение относится к магнитным измерениям постоянных и переменных маГнитных полей, в частности, с использованием трехкомпонентных датчиков магнитного поля.

Целью изобретения является повышение точности измерения магнитного поля без увеличения габаритов датчика, расширение функциональных воз- 1О можностей и упрощение технологии изготовления.

На фиг.1 схематично показан трехкомпонентный датчик магнитного поля, (компаунд, заполняющий тело датчика, 15 показан прозрачным), на фиг.2 и 3— последовательность операций по изготовлению предлагаемого датчика.

На фиг.1-3 обозначены: 1,2 и 3 магниточувствительные элементы, 4 — 20 корпус датчика, 5 — каркас, 6 — полый немагнитный куб, 7 — пластинкиграни, из которых выполнен куб 6, 8 — термодатчик, 9 — нагреватели,расположенные на гранях куба 6 (на 25 фиг. 1 изображены три нагревателя на гранях куба, на невидимых гранях куба расположены еще три нагревателя), 10, 11 и 12 — блоки ориентации магниточувствительных элементов 1, 2 и 3,30

13 - опорная фигура (пространственный угол), 14 — основание контейнера, 15 — полукуб, составленный из пластинок-граней 7, 16 — точка сведения центров магниточувствительных элементов 1,2 и 3, 17 — крышка контейнера, 18 — внешний соединительный кабель, Трехкомпонентный датчик магнитного поля состоит иэ трех магниточувст- 40 вительных элементов 1,2 и 3, расположенных в теле датчика 4, причем он выполнен в виде расположенного в теле датчика 4 на каркасе 5 полого немагнитного куба 6, собранного из 45 пластинок-граней 7,имеющих форму усеченных четырехгранных пирамид с уго лом наклона граней 45, во внутренней полости куба 6 на одной из граней расположен термодатчик 8; а на трех других взаимно ортогональных гранях — магниточувствительные элементы 1,2 и 3, магнитные оси которых ортогональны опорным плоскостям тела датчика 4, а с внешней стороны куба 6 на его гранях установлены соединенные

55 последовательно нагреватели 9 в виде плоских катушек иэ бифилярно скрученного провода.

Для изготовления датчика используется способ, включающий ориентацию магниточувствительных элементов 1,2 и 3 датчика 4 в магнитном поле с помощью блоков 10,11 и 12 ориентации в опорной фигуре 13 (пространственный угол) относительно соответствующих ортогональных плоскостей. При этом на опорной фигуре 13 устанавливают и соответственно ориентируют основание 14 контейнера датчика 4, жестко закрепляют на нем каркас 5 датчика 4, на каркасе 5 устанавливают полый из трех гранец полукуб 15 так, чтобы центр куба 6 совпал с точкой

16 сведения центров магниточувствительных элементов 1, 2 и 3, расположенных на соответствующих пластинкахгранях 7, затем внутри полукуба 15 на одной из граней закрепляют термодатчик 8 после чего с помощью блоков

10, 11 и 12 ориентации три взаимно ортогональные пластинки-грани 7 с магниточувствительньми элементами 1, 2 и 3 сводят вплотную к полукубу 15, склеивают с ним и между собой, образуя целый куб 6, удаляют блоки 10, 11 и 12 ориентации, крепят на наружных гранях куба 6 подогреватели 9, проводят общий электрический монтаж, сборку контейнера, состоящего из основания 14 и крышки 17, ориентированного относительно опорной фигуры 13, заполняют контейнер через отверстия в верхней части крьппки 17 твердеющим компаундом, формируют тело датчика 4, после чего удаляют элементы 14 и 17 контейнера.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 4 магнитного поля содержит (фиг,1) три ортогонально ориентированных магниточувствительных элемента 1,2 и 3, расположенных на внутренней поверхности куба 6. Магнитные оси магниточувствительных элементов ортогональны также опорным плоскостям датчика 4, Куб 6 позволяет изолировать элементы 1,2 и 3 от воздействия компаунда, заполняющего тело датчика 4. На гранях куба 6 размещены резистивные нагреватели 9, которые представляют собой плоские катушки, намотанные бифилярно скрученным проводом. Все катушки соединены последовательно и подключены к контактным площадкам на каркасе 5.НалиФормула чие катушек позволяет исключить влияние магнитного поля нагревателей на результаты измерения магнитного поля. Куб изготовлен иэ одинаковых

1 пластинок 7, представляющих собой четырехгранные пирамиды с наклоном граней 45 . Это позволяет изготовить из них правильный по форме куб.Таким образом, куб, внутри которого расположены магниточувствительные элементы 1,2 и 3, выполняет функции камеры термостата, нагреватели подключают к устройству регулирования температуры, а рабочую точку термостатирования выбирают с помощью термодатчика 8, находящегося внутри куба 6.Такое выполнение датчика 4 позволяет снизить температурную погрешность и устранить воздействие на чувствительные элементы 1,2 и 3 компаунда, заполняющего тело датчика.

Способ осуществляют следующим образом.

В опорной фигуре 13 устанавливают и соответственно ориентируют ос1 нование 14 контейнера датчика, на котором с помощью технологических шипов жестко закрепляют каркас 5.

На каркасе 5 имеются контактные площадки для подпайки электродов элементов датчика и проводов внешнего соединительного кабеля и угловой вырез для укрепления на нем полукуба 15. Каркас 5 располагают по центральной вертикальной плоскости на основании 14 контейнера. Полукуб 15, собранный иэ трех пластинок-граней (например, медных), устанавливают в угловой вырез каркаса 5 и фиксируют так, чтобы центр 16 дополненного целого куба совпадал с точкой сведения центров магниточувствительных элементов 1,2 и 3, определяемой взаимно ортогональным перемещением элементов тремя блоками 10, 11 и 12 ориентации в опорной фигуре 13. Это легко осуществляется при предварительном сведении элементов 1,2 и 3 блоками 10, 11 и 12 ориентации вплотную с полукубом !5 и склеиванием в этом положении полукуба 15 с каркасом 5 с последующим отодвиганием блоков 10, 11 и 12 ориентации обратно. Затем на жестко закрепленном полукубе 15 закрепляют элементы, например термодатчик 8 на внутренней поверхности одной из граней полукуба. Следующая операция включает све-

90656 6 дение с помощью блоков 10, 11 и 12 ориентации в опорной фигуре 13 трех ортогонально ориентированных плас5 тинок-граней 7 с магниточувствительными элементами 1, 2 и 3 вплотную к полукубу 15 и их взаимное склеивание. В результате образуется целый куб 6 с установленными внутри него магниточувствительными элементами

1,2 и 3, которые строго ориентированы относительно опорных плоскостей фигуры (пространственного угла) 13. Ненужные большие блоки 10, 15 11 и 12 ориентации отделяют от граней куба 6. Затем снаружи на кубе 6 устанавливают нужные элементы, например подогреватели 9 в виде плоских катушек на каждой из граней, куба 6.

2р Шесть таких катушек, намотанных иэ бифилярно скрученного провода, приклеивают к граням куба 6 и соединяют последовательно. Затем производят общий электрический монтаж датчика, 25 что относительно просто осуществить, поскольку доступ к датчику свободен.

На соответствующие контактные площадки на каркасе 5 подпаивают электроды элементов датчика и проводов внешнеЗ0 го соединительного кабеля 18. После

I этого устанавливают верхнюю крышку 17 контейнера и через верхнее от верстие в крышке заливают твердеющий компаунд. Конечными операциями явля"

35 ются удаление элементов 14 и 17 контейнера и срезание технологических шипов каркаса 5. изобретения

Трехкомпонентный датчик магнитного поля, содержащий три ортогонально расположенньм магниточувст" вительньм элемента, например преоб45 раэователя Холла, укрепленных на гранях немагнитного куба, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, немагнитный куб выполнен полым и собран из пластинок-граней в форме усеченных четырехгранных пирамид с углом на1 о клона граней 45, во внутренней полости которого на одной из граней расположен термодатчик, а на трех других взаимно ортогональных гранях -, магниточувствительные элементы, с внешней стороны куба на всех гранях установлены соединенные последовательно нагреватели в виде плоских

1 490656 катушек из бифилярно скрученного провода. г ч

1Ь

lue. г

Составитель А.Дивеев

Техред Л.Олийнык Корректор С.Черни

Редактор А.Лежнина

Заказ 3752/54 Тираж 713 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

2. Способ изготовления трехкомпонентного датчика магнитного поля, включающий ориентацию магниточувствительных элементов датчика в магнитном поле с помощью блоков ориентации, установку и фиксацию магниточувстви- 10 тельных элементов вместе с блоками ориентации в опорной фигуре относительно ортогональных плоскостей, формирование тела датчика, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расшире-15 ния функциональных возможностей и упрощения, на опорной фигуре устанавливают и соответственно ориентируют основание контейнера датчика, жестко закрепляют на нем каркас датчика, на каркас устанавливают полый иэ трех граней полукуб, определяют взаимно ортогональным перемещением элементов в опорной фигуре точку сведения осей магниточувствительных элементов, устанавливают центр полукуба с точкой сведения центров, затем внутри полукуба на одной из граней закрепляют термодатчик, с помощью блоков ориентации при магниточуяствительных элемента сводят вплотную к полукубу, склеивают с ним и между собой, образуя целый куб, удаляют блоки ориентации, крепят на наружных гранях куба подогреватели, проводят общий электрический монтаж, сборку контейнера, ориентированного относительно опорной фигуры, заполняют контейнер твердеющим компаундом, формируя тело датчика, после чего удаляют элементы контейнера.