Многоэлементный датчикмагнитного поля

 

(i i) 794569

6оюз Советских ьоииалистичеоиих

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-(61) ДопблИФ) Мьтйе) к авт. спид-ву (22) Заявлено, 04;01.79 (21) 2707491/18 -21 с присоедийением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата- опубликования описания 07.01.81 (51) М. Кл. б 01 R 33/02

Государственнык комитет (53) УДК 621 317 44 (088.8) по делан изобретений

H открытий (72) Авторы изобретения. С. А. Азимов, В, М. Рубинов, М. М. Мирзабаев и К. Д. Потаенко (71.). Заявитель Физико-технический институт им. С. В. Стародубцева (54) МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЙ ДАТЧИК МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для измерения распределения магнитного паля сложной конфигурации в различных элек-. трофизических установках.

Известны датчики Холла, содержащие токовые и потенциальные электроды (11.

Недостаток известных датчиков заключается в неудобстве определения топографии магнитного поля в заданной плоскости при 1з помощи таких датчиков в необходимости их механического перемещения по двум направлениям, Известен также многоэлементный датчик, содержащий токовые и холловские 15 электроды (2).

Недостатком такого датчика при измерении магнитного поля в двумерной плоскости является необходимость прецизионного перемещения его в направлении, перпендн- 20 кулярном направлению протекания управляющего тока.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей датчттка (например для измерения топографии магнитного поля).

Это достигается тем, что датчик магнитного поля, содержащий токовые и холловские электроды, выполнен в виде двумерной матрицы, а строк которой состоят из первых токовых омических контактов, объединенных между собой по строкам, и строк матрицы состоят из первых холловских выпрямляющих контактов, также объединенных между собой по строкам, т столбцов матрицы выполнены в виде вторых холловских омических контактов, объединенных между собой по столбцам, а также т столбцов в виде вторых токовых выпрямляющих контактов, объединенных между собой по столбцам.

На фиг. 1 схематически изображен многоэлементный датЧик постоянного магнитного поля, выполненный в виде матрицы, состоящий из и строк и т столбцов. На фиг. 2 схематически изображен примерный обходной путь управляющего тока. На фиг. 3 показано шунтирование сигнала

Холла на сопротивлениях смежных элементарных датчиков.

Многоэлементный датчик магнитного поля (фиг. 1) содержит элементарные четырехэлектродные датчики 1 Холла, и строк электродов 2, образующих первые токовые контакты 3, n строк электродов 4, образующих первые холловские выпрямляющие контакты 5, т столбцов электродов 6, образующих вторые холловские омические контакты 7, и m столбцов электродов 8, 794569

55 образующих вторые токовые выпрямляющие контакты 9.

На фиг. 2 и 3 изображены опрашиваемые датчики 10 и смежные датчики 11 — 13.

При подключении источника питания к датчику 10 возникают обходные пути для управляющего тока, в результате чего через все элементарные датчики будет протекать часть управляющего тока, а на выходных электродах появится паразитное напряжение, которое по своей величине может превышать полезный сигнал. Для исключения этого одна из систем токовых электродов (например строки) и одна из систем холловских электродов (например столбцы) образуют омические контакты к элементарным датчикам, а вторая система токовых электродов (например столбцы) и вторая система холловских электродов (например строки) образуют выпрямляющие контакты к холловским датчикам. Управляющий ток через датчик 10 может протекать только при совпадении полярности, подключенного к соответствующим столбцу и строке источника питания с пропускным направлением выпрямляющего контакта.

При этом на каждом обходном пути будет встречаться минимум один встречно включенный выпрямляющий контакт, и разветвление управляющего тока происходить не будет. При расположении датчика в постоянном магнитном поле таким образом, чтобы полярность возникающей ЭДС Холла соответствовала пропускному направлению выпрямляющих холловских контактов, в цепи Холла опрашиваемого датчика на соответствующих электродах появится сигнал, пропорциональный величине магнитного поля в данной локальной области пространства. При этом благодаря системе выпрямляющих холловских контактов не будет происходить шунтирование сигнала на сопротивлениях смежных датчиков.

Многоэлементный датчик магнитного поля работает следующим образом.

При подаче на электрод 2 отрицательного, а на один из электродов 8 положительного потенциала от внешнего источника питания через опрашиваемый датчик 1, соединенный с этими электродами своими токовыми контактами, будет протекать управляющий ток. На возможном обходном пути управляющего тока, пример которого изображен пунктиром на фиг. 2 и который проходит через датчики 11 — 13, окажется хотя бы один встречна включенный выпрямляющий контакт 5, вследствие чего управляющий ток (указано стрелкой) будет протекать только через опрашиваемый датчик 10. При направлении вектора магнитной индукции, указанном на фиг. 1 (входящий в плоскость чертежа), на одной паре электродов 4 и 6 появится сигнал Холла. Шунтированию сигнала на сопротивлениях смежных элементарных датчиков 11, 12, 13, пример которого показан пунктиром на фиг. 3, препятствует хотя бы один встречно включенный выпрямляющий контакт 9. Подключая в заданном порядке токовые электроды 2, 8 к источнику питания и синхронно холловские электроды 4 и 6 к регистрирующему устройству, последовательно опрашиваются все датчики и производится определение двумерного рельефа индукции магнитного поля в плоскости расположения датчика. Использование многоэлементного датчика для определения топографии постоянного магнитного поля в двумерной плоскости выгодно отличает его от указанного прототипа, так как позволяет избавиться от необходимости механических перемещений.

Формула изобретения

Многоэлементный датчик магнитного поля, содержащий токовые и холловские электроды, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, он выполнен в виде двумерной матрицы, и строк которой состоят из первых токовых омических контактов, объединенных между собой по строкам, n строк матрицы состоят из первых холловских выпрямляющих контактов, также объединенных между собой по строкам, т столбцов матрицы выполнены в виде вторых холловских омических контактов, объединенных между собой по столбцам, а также т столбцов в виде вторых токовых выпрямляющих контактов, объединенных между собой по столбцам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ме 495622, кл. G 01 R 33/06, 03,04.70.

2. Авторское свидетельство СССР

Уо 340987, кл. G 01 R 33/06, 03.04.70 (прототип) .

794569

Фиг. l

Составитель Л. Воронина

Техред А. Камышникова

Корректор А. Галахова

Редактор Г. Петрова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 35/9 Изд. № 136 Тираж 749 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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