Датчик механических усилий

 

О Л К С А Н И Fi (щ57з7 т

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Соаетсммх

Соцмалмстммескма

Респубами (61) Дополиита ьиое. к авт. свил-ву (51) М. Кл.

G 01 1. 1/12

G 01 ) 19/08

Q 01 l. 13/06 (22) Яаявлеио21.06.75 (21) 2145695/10

Грс дзрстабнный кбмитат

Сюавтв Мкнкстрое СССР

ФВ дилемм И306РВТВнкк м аткрыткй

С с присоедииеиием заявки №(23) Приоритет (43) Оп бликоваио25.09,773юллетень № 35 (45} Дата опубликования описания 20.10.77 (53) УДК 621.317.49:

:531 781 (088 8) (72) Авторы изобретеиии

Б. Г, Пынько, С. В. Кан и A. Бахридинов

Институт физики им. Л„В, Киренского (71) Заявитель (54) ДАТЧИК МЕХАНИЧЕСКИХ УСИЛИЙ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к технике измерения механических усилий.

Известны приборы, содержашие датчик

Холла, который перемешается под действием измеряемого усилия в магнитном поле(1 .

Эти приборы, имеют сравнительно большие размеры, обусловленные применением постоянных магнитов.

Наиболее близким к предлагаемому является прибор, содержаший магнитную систему

s виде двух элементов тонкой магнитной пленки феррита на монокристаллической плоской изоляционной подложке и чувствительный.элемент в виде пленочного датчика Хол- >> ла, нанесенного на одну пленку феррита и соединенного с другой посредством упругой прокладки (2J.

Измеряемое усилие сдвигает элементы системы параллельно. друг другу, деформируя в упругую прокладку. При этом датчик Холла перемешается в магнитном поле, что и со дает выходной электрический сигнал. Необходимо, чтобы тонкопленочные магниты были намагничены перпендикулярно к поверхности, одноименными полюсами навстречу друг x npyry. Недостатком устройства является его сложность.

Для упрошения устройства в качестве чувствительного элемента использована монокристаллическая тонкая магнитная пленка металла с расположенными в ее плоскости осями легкого намагничивания, снабженная по кромкам четырьмя электрическими контактами, расположенными попарно друг против друга.

На чертеже изображен предлагаемый прибор, обший вид

Датчик механических усилий содержит подложку 1,, тонкую магнитную пленку 2, входные 3 и выходные 4 электрические контахты.

- Подложка изготовлена из монокристалла с изоляционными свойствами, например фтористого лития; монокристаллическая тонкая магнитная пленка металла, например, никеля, образована на поверхности подложки эпитаксиальным способом, Электрические контакты анесены на. поверхность тонкой магнит573727

Составитель Л. Когураев

ТехредH. AндрейчукКорректор A. Власенко

Редактор Т. Иванов

Заказ 3754/33 Тираж 1101 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4 ной пленки вакуумным напылением контактного материала, например серебра.

Датчик механических усилий работает, следующим образом.

При отсутствии измеряемого усилия вектор намагниченности тонкой магнитной пленки йасположен в нее плоскости под углом

45 к направлению тока входных контактов, Измеряемое усилие прикладывается к подложке и снижает ее параллельно поверхности тонкой магнитной пленки вдоль либо поперек направления входного тока. Под действием измеряемого усилия возникает упругая деформация подложки, в результате ко торой вектор намагниченности пьвовачиваеи ся в плоскости тонкой магнитной пленки на угол, пропорциональный измеряемому усилию.

В случае применения пленки никеля йоворот заканчивается, когда направление вектора намагниченности совпадет с направлением измеряемого усилия. Э.Д.С.,возникающая при этом на выходных электрических контактах, измеряются обычным способом, например компенсационным.

При снятии измеряемого усилия, вектор намагниченности возвращается в исходное положение.

Путем изменения величины входного тока

Ъ регулируют чувствительность прибора. Используя датчики меХанических усилий с разной толщиной подложки, меняют пределы измеряемых усилий.

Формула изобре тени я

Датчик механических усилий, содержащий пленочный чувствительный элемент и монокристаллическую изоляционную подложку, отличающийся тем, что, сцелью упрощения устройства, в качестве чуь1к ствительного элемента использована монокристаллическая тонкая магнитная пленка металла с расположенными в ее плоскости з осими легкого намагничивания, снабженная по кромкам четырьмя электрическими конgO тактами, расположенными попарно друг против друга.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Кобус А. и Тушинский Я. Датчики

25,Холла и магннитореэисторы Энергия, 1971, 2. Авторское свидетельство СССР № 503153, кл. (х 01 I 19/08, 1975.