Устройство для измерения постоянного магнитного поля

 

(н>892383

Союз Советскин

Социалистических республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву(5l )M. Кд. (22)Заявлено 210480 (21) 2g12397у18 21 с присоединением заявки ЭЙ 6 01 В 33/06

9>суаарстванай квинтет (23)Приоритетдо делам нзобретеннй н дткрытнй

Опубликовано 23,1 281. Бк>ллетень Ко ч7 (53) УДК 621.317. .М(088,8) Дата опубликования описания 23,1 281 (72) Автор изобретения

П.А,Назаров

Туркменский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО

МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к магнитным измерениям и может использоваться для измерения магнитных полей в широком диапазоне изменения температуры окружающей среды и величины магнитного поля.

Известно устройство для измерения магнитного поля, содержащее датчик

Холла, который расположен в зазоре

19

Ферромагнитных стержней, и управляемое переменным током. Переменное холловское напряжение усиливается и демодулируется с помощью фазочувствительного детектора. Постоянный ток с выхода детектора поступает на две катушки обратной связи. Поле, создаваемое этими катушками, используется для компенсации измеряемого маг. нитного поля. Таким образом, датчик

Холла работает здесь как нуль-индикатор и, следовательно, погрешность устройства практически не зависит от отклонения чувствительности дат2 чика Холла от температуры окружающей среды

Однако с изменением температуры окружающей среды изменяется резистивная составляющая остаточного нап" ряжения датчика Холла. Это приводит к температурной погрешности (мультипликативная составляющая, > и снижает точность измерения устройства, особенно при широком диапазоне измене" ния температуры окружающей среды. .Цель изобретения - повышение чув" ствительности и точности измерения при широком диапазоне изменения температуры окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения постоянного магнитного поля, содержащем последовательно соединенные усилитель, регистрирующий прибор и индукционные катушки, намотанные на Ферромагнитные концентраторы магнитного поля с расположенным между ними магниторезистором, а также формула изобретения

3 8 делитель напряжения, ферромагнитные концентраторы магнитного поля выполнены охватывающими с обоих сторон только часть поверхности магниторезистора, третий электрод которого расположен на границе площади магниторезистора, охваченной ферромагнитными концентраторами, а вход усилителя подключен к третьему электроду магниторезистора и средней точке делителя напряжения.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Трехэлектродный магниторезистор 1 размещен в зазоре между ферромагнитными стержнями 2, являющимися концентраторами магнитного поля. Ферромагнитные стержни 2 выполняются таким образом, чтобы они охватывали только половину поверхности магниторезистора 1. Третий электрод припаивается к середине магниторезистора 1 на границе площади, охваченной ферромагнитными стержнями 2. Поверх ферромагнитных стержней 2 наматываются индукцион ные катушки 3, которые включаются к выходу усилителя 4 последовательно с ре гистрирующим прибором 5,показания которого пропорциональны измеряемому полю.

Входной сигнал усилителя снимается от среднего электрода магниторезистора

1 и средней точки делителя напряжения, выполненного из термостабильных резисторов 6. Магниторезистор 1 и делитель напряжения включаются к выходу источника 7 питания.

Как видно. из схемы, магниторезистор 1 и резисторы 6 включены в мостовую схему, Плечами моста являются термостабильные резисторы 6 и сопротивления верхней и нижней части (от среднего электрода) магниторезистора 1. Мостовая схема питается от источника 7 питания. В диагональ моста включен вход усилителя 4 °

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии измеряемого магнитного поля мост уравновешен и на входе усилителя 4 сигнал отсутствует.

При помещении магниточувствительного элемента в измеряемое магнитное поле равновесие моста нарушается, так как магнитный поток в основном будет пронизывать только верхнюю часть .магниторезистора 1 и,следовательно, увеличится сопротивление верхней части магниторезистора от среднего элект. рода. При этом появится сигнал на

92383 . 4 входе усилителя 4. Выходной сигнал усилителя 4 через регистрирующий прибор 5 подается на индукционные катушки 3. Поле, создаваемое этими катушками, используется для компенсации измеряемого магнитного поля, Ток в индукционных катушках 3 будет увеличиваться до тех пор, пока измеряемое магнитное поле в зазоре

1в не будет равным полю тока индукционных катушек и, следовательно, не наступит равновесие моста.

Таким образом, магниторезистор работает как нуль-индикатор и показание прибора 5 будет пропорционально измеряемому полю.

При изменении температуры окружающей среды изменяется общее суммарное сопротивление магниторезистора, Однако вследствие того, что при изменении температуры окружающей среды одинаково изменяются сопротивления верхней В и нижнейК„„ части от мЬ среднего электрода магниторезистора, соотношение этих сопротивлений не изменяется при широком диаQus пазоне изменения температуры окруЖающей среды.

При изменении температуры окрузо жающей среды равновесие моста не нарушается, так как условя равновесия моста имеет вид

Ц у К ;

Вмн % где R, R - сопротивления верхней и нижней части магниторезистора 1;

R5, В" -. сопротивления плеч моста, образованных термос стабильными сопротивлениями 5.

Таким образом, изменение темпе- ратуры окружающей среды не вносит погрешность при измерениях и, следовательно, повышается гочность измерения.

Устройство для измерения постоянного магнитного поля, содержащее . последовательно соединенные усилиSS тель, регистрирующий прибор и индукционные катушки, намотанные на ферромагнитные концентраторы магнитного поля, с расположенным между ниСоставитель Е.Данилина . Техред Jl, П е к а р ь Корректор Г. Назарова

Редактор И.Юрковецкий

Заказ 11250/б9 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

5 892383 Ф ми магниторезистором, а также дели- щади магниторезистора, охваченной тель напряжения, о т л и ч а ю щ e e- ферромагнитными концентраторами, а с я тем, что, с целью повышения чув- выход усилителя подключен к третье- ствительности и точности измерения му электроду магниторезистора и при широком диапазоне изменения тем- з. средней точке делителя напряжения. пературы окружающей среды, ферро- Источники информации, магнитные концентраторы магнитного принятые во внимание при экспертизе поля выполнены -охватывающими с обоих 1. Вайс Г. Физика гальваномагнитсторон только часть поверхности, ных полупроводниковых приборов и их магниторезистора, третий электрод © применение. -"Энергия", 1974, с.189, которого расположен на границе пло- рис.4-1-12.