Способ измерения деформации в магнитном поле

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении деформаций в условиях сильных переменных магнитных полей, например, при исследовании сверхпроводящих магнитных систем. Цель изобретения - повышение точности за счет приближения условий градуировки к условиям функционирования датчика на объекте. Это достигается тем, что в градуировочном устройстве пластину деформируют до каждого из заданных значений деформации и одновременно подвергают при каждом из этих значений воздействию магнитного поля различной величины. После градуировки датчик закрепляют на объекте, пропускают через продольные контакты 1 и 2 пластины из полупроводникового материала ток от стабилизированного источника и измеряют напряжения на продольных 1 и 2 и поперечных 3 и 4 контактах пластины, как и при градуировке. Деформацию определяют с учетом снятых на градуировочном устройстве зависимостей между напряжениями на контактах и величиной деформации. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (бц4 С 01 В 7 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4247562/25-28 (22) 20.05.87 (46) 30 ° 09.89. Бюл. № 36 (71) Институт полупроводников АН УССР (72) В.Ф.Митин, Ю.M.Øâàðö и С.В.Корытцев (53) 531.781.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 853424, кл, G 01 В 7/16, 1978. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ В

МАГНИТНОМ ПОЛЕ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении деформации в условиях сильных переменных магнитных полей, например при исследовании сверхпроводящих магнитных систем.

Цель изобретения — повышение точности за счет приближения условий rpa„„Я1.1„„1511590

2 дуировки к условиям функционирования датчика на объекте. Это достигается тем, что в градуировочном устройстве пластину деформируют до каждого из заданных значений деформации и одновременно подвергают при каждом из этих значений воздействию магнитного поля различной величины. После градуировки датчик закрепляют на объекте, пропускают через продольные контакты 1 и 2 пластины из полупроводникового материала ток от стабилизированного источника и измеряют напряжение на продольных 1 и 2 и поперечных 3 и 4 контактах пластины, как и при градуировке. Деформацию определяют с учетом снятых на градуировочном устройстве зависимостей между напряжениями на контактах и величиной деформации. 2 ил.

3 1511590

Изобретение относится к измерите.-. льной технике и может быть использовано при измерении деформаций в условиях сильных переменных магнитных полей, например при исследованни сверхпроводящих магнитных систем.

Целью изобретения является повышение точности за счет приближения условий градуировки к условиям функци10 онирования датчика на объекте, что достигается тем, что в градуировочном устройстве пластину деформируют до каждого из заданных значений деформации и одновременно подвергают при каждом из этих значений деформации воздеиствию магнитного поля различнои величины.

На фиг.1 представлен используемый для измерения деформаций датчик, общий вид; на фиг.2 — семейство кривых, получаемых при градуировке этого датчика по предлагаемому способу.

Способ осуществляется следующим образом. 25

Датчик, выполненный в виде пластин из полупроводникового материала прямоугольной формы с продольными и поперечными омическими контактами 1

4, расположенными соответственно на 30 серединах коротких и длинных сторон прямоугольника, устанавливают в градуировочное устройство, позволяющее создавать заданные значения деформации. В качестве такого датчика может использоваться, например, тензочувствительный слой из монокристаллической пленки германия р-типа проводимости толщиной 0,1 мкм, нанесенный на подложку из полуизолирующего ар- 40 сенида галлия и имеющий размеры сто— рон прямоугольника бх2 мм. Датчик ориентируют относительно силитовыхлиний магнитного поля так, чтобы его плоскость была перпендикулярна этим 45 линиям, а направление деформаций совпадало с направлением длинных сторон прямоугольника. Датчик растягивают до получения первого заданного значения деформации, пропукают через

50 продольные контакты 1 и 2 ток от стабилизированного источника и измеряют

4 контактах 3 и 4 сильно зависит от величины индукции магнитного поля (за счет эффекта Холла) и слабо зависит от деформации (за счет пьезоэлектрического эффекта Холла).

Затем измерения повторяют при различных величинах индукции магнитного поля для следующего заданного значения деформации и т.д. В результате градуировки получается семейство кривых, каждая из которых построена в координатах напряжение на продольных контактах 1 и 2 — напряжение на поперечных контактах 3 и 4 и соответствует одному значению деформации, как это показано на фиг.2.

После получения на градуировочном устройстве указанных зависимостей датчик устанавливают на исследуемом объекте, пропускают через продольные контакты 1 и 2 ток от стабилизированного источника и измеряют напряжения на продольных и поперечных контактах

1 — 4. При этом за начало координат принимают значения напряжений, полученных на объекте в отсутствие исследуемой нагрузки и магнитного поля.

При воздействии на объект основной нагрузки и переменного во времени магнитного поля измеряют напряжения на продольных и поперечных контактах

1 — 4 и находят точку в системе тех же координат, что и при градуировке, соответствующую измеренным напряжениям. Через эту точку проводят прямую параллельно касательной к ближайшей кривой из ранее полученного семейства. По положению этой линии относительно ближайших к ней слева и справа кривых методом интерполяции определяют деформацию.

Предлагаемый способ измерения деформации позволяет повысить точность за счет того, что при расшифровке показаний датчика используются такие данные из семейства градуировочных характеристик датчика, которые получены в условиях, наиболее приближенных к реальным условиям функционирования датчика на объекте.

55 напряжения на продольных и поперчных контактах 1 — 4. Напряжение на продольных контактах 1 и 2 существенно зависит как от деформации (за счет тензоэффекта), так и от магнитного поля (за счет эффекта магнитосопротивления), Напряжение на поперечных

Использование предлагаемого способа для исследования объектов криоэнергетики, атомной энергетики, других подобных им объектов научных исследований позволяет получить более достоверные данные о деформациях конструкции в момент воздействия самих

151 магнитных полей, которые не могут быть получены другим способом.

Мр(10 S

or

11Ч Ó 2 fO,8

112

Фиг. 2

Составитель Н.Тимошенко

Техред М.Дидык Корректор С.Черни

Редактор M.Öèòêèíà

Заказ 5891/44 Тираж 683 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCP

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина, 101

Формула и з обретения

Способ измерения деформации в магнитном поле, заключающийся в том, что датчик, выполненный в виде пластины из полупроводникового материала с продольными и поперечными контактами, деформируют в градуировочном устройстве, воздействуют на него магнитным полем, пропускают через продольные контакты ток от стабилизированного источника и измеряют напряжения на продольных и поперечных контактах, 1590 6 датчик закрепляют на объекте и вновь пропускают ток и измеряют те же напряжения, а деформацию определяют с

5 учетом снятых на градуировочном устройстве зависимостей, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности за счет приближения условий градуировки к условиям функционирования датчика на объекте, в градуировочном устройстве пластину деформируют до каждого из заданных. значений деформации и одновременно подвергают при каждом из этих значений деформации воздействию магнитного поля различной величины.