Преобразователь перемещения в электрический сигнал

 

Союз СоветскиХ

Социалистических

Реслублик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН Ия

» 503153

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.12.74 (21) 2080899/18-10 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 15,02.76, Бюллетеш. ¹ 6

Дата опубликования описания 19.01.77 (51) Ц.Кл2. G 0IL 11/00

G 011 19/08

G 01D 5/12

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 531.787 (088.8) Ъ 1

»

»

»

| (72) Авторы изобретения

Э. С. Мушаилов и Н. И. Киселев

Институт физики им, Л. В. Киреиского » т: ." . ь ». - ; 1 . » (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ 8 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ

Изобретение относится к измерительной технике, предназначенной для преобразования механических смещений в электрические вел ичины.

Известны преобразователи перемещения в электрический сигнал, в которых в качестве чувствительного элемента используется датчик Холла.

В таких устройствах датчик Холла механически перемещается в неоднородном магнитном поле, и э.д. с. датчика зависит от величины смещения. Датчик Холла может быть соединен механически с элементом, чувствительным к изменениям давления. Тогда датчик Холла преобразует давление в напряжение постоянного тока. В таких преобразователях давления датчик Холла обычно помещен в магнитное поле массивного магнита.

Чувствительность по напряжению (выражающаяся в вольтах на миллиметр механического смещения) является одной из xep3K1 ристик такого индикатора давления. Чувствительность по напряжению записывается следующим образом:

1 1 т 2» где у1 — †(чувствительность датчика ХолUxoë

В ла, выраженная в вольтах на гаусс);

ЛВ у2 = (градиент магнитного поля, выра,т

2 женный в гауссах на 1 мм).

Небольшая чувствительность в таком прс— з образователе давления(у = 5.10 — 1 связамм)

5 на, в частности, с невозможностью получения большого градиента магнитного поля с помощью магнитов обычной конструкции.

С другой стороны, применение массивного магнита для создания неоднородного магнит-!

О ного поля в данном преобразователе давления не позволяет, несмотря на малые размеры самого датчика Холла, уменьшить габариты всего устройства.

Для повышения чувствительности и

15 уменьшения габаритов в предлагаемом преобразователе каждая часть магнитопровода выполнена в виде намагниченной магнитной пленки, укрепленной на диэлектрической подложке, при этом датчик Холла выполнен плс2О ночным и связан с одной из магнитных пленок магнитопровода жестко, а с другой магнитной пленкой соединен через упругую прокладку.

На чсртсже изображен общий вид описываемого преобразователя, разрез.

25 Преобразователь содержит пленочный датчик Холла 1, жестко связанный с магнитной пленкой 2, которая находится на плоской диэлектрической подложке 3. Упругая прокладка 4 приклеена одной поверхностью к датчнЗО ку Холла 1, а другой поверхностью — к маг503153

Формула изобретения

Составитель О. Полев

Техред А. Митрофанова

1(орректор Н. Аук

Редактор С. Хейфиц

Заказ Ха 5200 Изд. Мв 1363 Тираж 1029 По тп ясное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

МОТ, Загорский филиал

3 нитной пленке 5, находящейся на диэлектрической подложке б. Проволочные выводы 7 и

8 припаяны к токовым контактам датчика

Холла 1.

В качестве магнитных пленок 2 и 5 могут быть использованы, например, монокристаллические пленки кобальтового феррита, находящиеся на подложках из окиси магния. Датчик Холла 1 может быть изготовлен, например, из InSb термическим напылением в вакууме. Упругая прокладка 4 может быть изготовлена, например, из резины и подклеена к датчику Холла 1 и магнитной пленке 5.

Толщина упругой прокладки 4 подбирается такой, чтобы зависимость э.д. с. датчика Холла 1 от смещения магнитных пленок 2 и 5 относительно друг друга в некотором интервале оказывалась линейной.

После сборки преобразователя магнитная система (магнитопровод) должна быть намагничена в поле, не меньшем пятикратной величины коэрцитивной силы магнитных пленок 2 и 5. Направление намагничивающего поля должно совпадать с нормалью к плоско.-ти магнитных пленок 2 и 5.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемое давление вызывает параллельное механическое смещение магнитных пленок 2 и

5 относительно друг друга, что приводит к изменению магнитного поля, действующего на датчик Холла 1, и вследствие этого меняется

4 величина э.д. с. датчика Холла. При снятии давления упругая прокладка 4 возвращает устройство в исходное состояние.

Использование в преобразовуателе, содержащем генератор э.д.с. датчика Холла, пленочной магнитной системы приводит, с одной стороны, к уменьшению габаритов устройства и, с другой стороны, позволяет получить градиент магнитного поля на 1 — 2 порядка выше, 1р чем это возможно сделать с помощью массивных магнитов, что позволяет увеличить чувствительность по напряжению на 1 — 2 порядка.

Преобразователь перемещения в электрический сигнал преимущественно для измерите20 лей давления, содержащий датчик Холла, размещенный между двумя частями магнитопровода, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения габаритов, в нем каждая часть магнитопровода

25 выполнена в виде намагниченной магнигной пленки, укрепленной на диэлектрической подложке, при этом датчик Холла выполнен пленочным и связан с одной из магнитных пленок магнитопровода жестко, а с другой маг30 нитной пленкой соединен через упругую прокладку.