Измеритель электрического тока в проводнике

 

<>883754

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.0380 (21) 2892043/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 2311.81. Бюллетень Йо 43

Дата опубликования описания 231181 51 „К„з

G 01 R 19/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (5З) УДК 621.317.7 (088.8) B. П. Ястребцев, Ю. П. Ястребцов, A. В. Овсюков и В. P. Гитлин (72) Авторы изобретения

Уфимский ордена "Знак Почета" приборостроительный завод им. В. И. Ленина (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА В ПРОВОДНИКЕ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при измере ниях тока в условиях воздействия магнитных полей, например в проволочных детекторах элементарных частиц.

Известно устройство для измерения электрического тока в проводнике, содержащее надеваемый на проводник магнитопровод с помещенным в его зазоре магниточувствительным элементом из двух полупроводниковых триодов, образующих плечи измерительного моста (11 . 15

Недостатки известного устройства связаны с малой чувствительностью определяемой выбрайной схемной реализацией моста и низкой точностью обуславливаемой подверженностью к воздействиям внешних магнитных полей, Наиболее близким по технической сущности к гредлагаемому является измеритель электрического тока в проводнике, содержащий чувствительный к магнитному полю контролируемого тока измерительный мост, два плеча которого образованы сформированными на общей полупроводниковой подложке МДП-транзисторами с 30 изолированными затворами, подключенными к источнику напряжения смещения,и с к налом связи, регистрирующии прибор, включенный в диагональ моста j2) .

Известное устройство также характеризуется недостаточным нижним уровнем диапазона контроля и сущест-. венными погрешностями измерения. Как и ранее, на технические показатели измерителя отрицательное влияние оказывают как собственное контролируемое построение, в частности несовершенная реализация моста, так и посторонние факторы, иэ которых в первую очередь следует выделить воздействия внешних магнитных полей, Цель изобретения — повышение чувствительности и точности подобного измерительного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в измерителе электрического тока в проводнике, содержащем чувствительный к магнитному полю контролируемого тока измерительный мост, два плеча которого образованы сформированными на общей полупроводниковой подложке МДП-транзисторами с изолированными затворами, подключенными к источнику напряже883754 ния смещения, и с каналом связи, регистрирующий прибор, включенный в диагональ моста, другие два плеча моста образованы дополнительными

МДП-транзисторами, причем диагональ с регистрирующим прибором расположена. вдоль проводника с контролируемым током, а каналы связи выполнены между каждой парой МДП-транзисторов, размещенных по одну и ту же сторону от данной диагонали.

На чертеже схематично изображена конструкция предложенного измерителя электрического тока в проводнике.

Проводник 1 с контролируемым током окружен изолирующим слоем 2 и пропущен через полупроводниковую подложку 3, на поверхности которой сформированы МДП-транзисторы, включающие в себя области истоков 4-7, стоков 8-11 и изолированных затворов 12-15. МДП-транзисторы образуют измерительный мост, в котором между общими точками 16, 17 истоков

4, 5 и стоков 10, 11 подключен источник 18 питания, а между шинами

19, 20, соединяющими сток 8 с штоком 7 и сток 9 с истоком 6 установлен регистрирующий прибор 21. Источник 22 напря>кения смещения включен между. общей точкой всех затворов 23 и шиной 24 нулевого потенциала, .с которой соединены также источник

18 питания и подложка 3. Помимо четырех рабочих каналов, образованных истоками и стоками МДП-транзисторов, в устройстве предусмотрены каналы связи 25, 26 между парами

МДП-транзисторов, размещенных по одну и ту же сторону от диагонали моста с регистрирующим прибором 21. На чертеже условно показано также круговое магнитное поле 27 контролируемого тока.

Устройство работает следующим образом.

С подачей напряжения смещения от источника 22 к затворам 12- 5 в МДП-транзисторах образуются рабочие каналы, по которым протекает ток источника 18 в напряжениях, показанных на чертеже сплошными стрелками, беэ утечки через каналы связи 25, 26.

При пропускаиии червэ проводник

1 тока или импульса тока возникает магнитное поле 27, направленное вокруг проводника 1. Это поле, обусловливая токи через рабочие каналы

МДП-транзисторов в направлениях, от30

50

55!

О

20 меченных на чертеже сплошными стрелками, вызывает также токи утечки. через каналы связи 25, 26 в направлениях,.показанных пунктирными стрелками. Электроны иэ канала исток 4-сток 8, уменьшая проводимость исходного МДП-транзистора, переходят в канал исток 7-сток 11, увеличивая проводимость смежного МДП-транзистора, и одновременно создают утечку через канал связи 25. Аналогично при переходе электронов из канала исток 5-сток 9 в канал исток

6 — сток 10 наводится утечка и в канале 26 связи. В результате подобного изменения сопротивлений рабочих каналов измерительного моста в регистрирующем приборе 21 появляется сигнал повышенной чувствительности.

При воздействии на измерительный мост внешнего магнитного поля рассогласования мостовой схемы, как нетрудно убедиться, не возникает.

В связи с этим точность предложенного устройства оказывается высокой.

Формула изобретения

Измеритель электрического тока в проводнике, содержащий чувствительный к магнитному полю контролируемого тока измерительный мост, два плеча которого образованы сформированными на общей полупроводниковой подложке МДП-транзисторами с изолированными затворами, подключенными к источнику напряжения смещения, и с каналом связи, регистрирующий прибор, включенный в диагональ моста, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, в нем другие два плеча моста образованы дополнительными МДП- транзисторами, причем диагональ с регистрирующим прибором расположена вдоль проводника с контролируемым током, а каналы связи выполнены между каждой парой МДП-транзисторов, размещенных по одну и ту же сторону от данной диагонали.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 161413, кл. G 01 R 19/00. 1963.

2. Патент CIIlA 9 3714523, кл. 317235, 1971

883754

Я2

Составитель Л. Морозов

ТЕхред Т.Маточка Корректор М. Шароши

Редактор Г. Волкова

Заказ 10214/66 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4