Измеритель электрического тока в проводнике
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
С 01 R 19/00
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
Опубликовано 231181 Бюллетень 1 19 43
Дата опубликования описания 231181 (53) УДК 621.317.7 (088.8) (72) Авторы изобретения
В. П. Ястребцев и Ю. П. Ястребцов
Уфимский ордена "Знак Почета" приборостроительный завод им. В. И. Ленина (71) Заявитель (54 ) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО TOKA В ПРОВОДНИКЕ
Изобретение относится к электро измерительной технике и предназначено для использования при измерениях тока в условиях воздействия внешних магнитных полей, например в проволочных детекторах элементарных частиц.
Известно устройство для измерения электрического тока в проводнике, выполненное на основе измерительного моста, в котором два из четырех плеч образованы МДП-транзисторами (1) .
К недостаткам данного устройства следует отнести малую чувствительность, определяемую упрощенной схемной реализации моста, и низкую точность, обусловленную подверженностью к воздействиям внешних магнитных полей.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель электрического тока в проводнике, содержащий чувствительный к магнитному полю контролируемого тока измерительный мост, плечи которого образованы сформированными на общей полупроводниковой подложке резисторами "исток-сток" с объемными каналами связи вдоль высоты подложки, ре ги стрирующий прибор, включенный в соответствующую диагональ моста $2) .
Недостаток известного устройства связан с неприемлемой в ряде случаев практического применения чувствительностью, которая объясняется несовершенством принятой мостовой. схемы и неоптималь»ой конструкцией моста, основанной на поверхностных каналах.
Цель изобретения — повышение чувствительности измерительного уст-ройства.
15 Поставленная цель достигается тем, что в измеритель электрического тока в проводнике, содержащий чув; ствительный к магнитному полю контролируемого тока измерительный мост, 20 плечи которого образованы сформированными на общей полупроводниковой подложке резисторами "исток-сток" с объемными каналами связи вдоль высоты подложки, регистрирующий
25 прибор, включенный в соответствующую диагональ моста, введен дополнительный измерительный мост, аналогичный первому, причем полупроводниковая подложка выполнена в виде полого
30 цилиндра, разделенного »а восемь
883753
15
Формула изобретения
50 кольцевых сегментов с истоками и стоками на внутренних и внешних поверхностях, оба измерительных моста размещены по отношению к проводнику с контролируемым током в двух квадрупольных плоскостях, а диагонали мостов соединены параллельно. ,На фиг. 1-3 изображена общая конструкция предложенного измерителя электрического тока в проводнике и показаны его наиболее характерные сечения, на фиг. 4 — электрическая схема замещения устройства.
Проводник с контролируемым током ,пропускается через полупроводниковую подложку 1 (например, р-типа проводимости),выполненную в виде полого цилиндра, разделенного на кольцевые сегменты (п-типа проводимости), На внутренних и внешних поверхностях сегментов установлены электроды истоков 2-9 и стоков
10-17, между которыми образованы рабочие радиальные каналы-резисторы
"исток-сток" 18-25. Между соответствующими резисторами, размещенными вдоль высоты пОдложки 1, образованы четыре объемных канала связи, из которых на фиг. 1 отмечены только два — 26 и 27. Один из измерительных мостов реализован на резисторах
18 — 21, а другой — на резисторах
22-25. К одним параллельно соединенным диагоналям мостов через ограничительный резистор 28 подключен источник 29 питания, связанный с шиной
30 нулевого потенциала. К другим также параллельно соединенным диагоналям мостов подключен регистрирующий прибор 31. В квадрупольных плоскостях 32 и 33 располо>кены измерительные мосты.
Устроиство работает следующим образом.
С подачей питания от источника 29, но при отсутствии контролируемого тока через рабочие каналы протекают токи, отмеченные на фиг. 1 сплошными стрелками. Оба измерительных моста находятся в равновесии и выходной канал в регистрирующем приборе 31 располагается на нулевом уровне.
При появлении контролируемого тока на измеритель воздействует кру= говое магнитное поле, которое отклоняет носители из одних плеч мостов в другие через каналы связи в направлениях, отмеченных на фиг. 2 пунктирными стрелками. В результате сопротивления резисторов одних плеч уменьшаются, а других увеличиваются.
При этом ко входу регистрирующего прибора 31 подводится суммарный сигнал рассогласования обоих мостов. В результате чувствительность устройства оказывается весьма высокой.
При воздействии на предлагаемый измеритель внешнего магнитного поля раесогласование мостов не возникает.
В предложенном устройстве имеет место оптимальное использование по лупроводникового кристалла. Измеритель сохраняет работоспособность как на постоянном, так и на переменном токе.
Измеритель электрического тока в проводнике, содержащий чувствительный к магнитному полю контролируемого тока измерительный мост, плечи которого образованы сформированными . на общей полупроводниковой подложке резисторами "исток-сток" с объемными каналами связи вдоль высоты подложки, регистрирующий прибор, включенный в соответствующую диагональ моста, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности,в него введен дополнительный измерительный мост, аналогичный первому, причем полупроводниковая подложка выполнена в виде полого цилиндра, разделенного на восемь кольцевых сегментов с истоками и стоками на внутренних и внешних поверхностях, оба измерительных моста размещены по отношению к проводнику с контролируемым током в двух квадрупольных плоскостях, а диагонали мостов соединены параллельно.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США 9 3714523, кл. 317-235, 19.71.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2892043/18-21, кл. G 01 R 19/00, 04.03.80.
883753
Б-Б
10214/66 Тираж 735 Подписное
BHHHIIH государственного комитета СссР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушокая наб., д. 4/5
Заказ филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Составитель Л. Морозов
Редактор г. Волкова техред А.Бабинец КОрректор м. шароши
