Датчик напряженности магнитного поля

Датчик напряженности магнитного поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

! —

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»оюз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. G Olr 33/02

Заявлено 16.111. 1971 (№ 1639676/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытии

УДК 621.317.44 (088.8) Опубликовано 14.V1.1973. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 21.IX.1973

Авторы изобретения

Н. Е. Алексеевский, В. С. Егоров и А. В. Дубровин

Институт физических проблем им. С. И. Вавилова

Заявитель

ДАТЧИК НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

ДЛЯ ПРЕЦИЗИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ

СИЛЬНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Известны датчики напряженности магнитного поля для прецизионного измерения .и стабилизации сильных магнитных полей. Такие поля создаются, в частности, сверхпроводящими соленоидами и в настоящее время все шире применяются в различных областях,науки и техники.

Известные датчики напряженности магнитного поля обладают рядом недостатков. Так, например, при измерениях методом ядерного магнитного резонанса требуется довольно большой объем поля для помещения датчика.

Холловские датчики, как правило, в больших полях имеют нелинейные зависимости от поля и нуждаются в независимой индивидуальной градуировке.

Для повышения точности измерения и степени стабилизации магнитного поля порядка

100 к9 в предлагаемом датчике использован новый физический эффект, а именно осцилляции сопротивления монокристаллического образца металла, например бериллия (или алюминия), в больших магнитных полях, обусловленные так называемым магнитным пробоем.

На чертеже показан описываемый датчик в форме прямоугольного параллелепипеда, где

Н вЂ” измеряемое (или стабилизируемое) магнитное поле, I — измерительный ток, Š— напряжение, снимаемое с датчика, Со — кристаллографическая ось образца.

Датчик представляет собой образец, вырезанный из монокристалла бериллия в базисной плоскости и находящийся в ванне из жидкого гелия или водорода. Он помещен в измеряемое (или стабилизируемое) магнитное поле Н так, что его гексагональная ось Со параллельна направлению поля, а измерительный ток I через образец перпендикулярен полю. Напряжение Е, снимаемое с датчика, пропорционально его сопротивлению и измеряется обычным потенциометром, например типа

P 308.

Магнитное поле при помощи такого датчика измеряют следующим образом. В некотором, сравнительно небольшом поле Оо, осуществляется привязка градуировки, далее при увеличении магнитного поля измеряется изменение фазы р осциллирующей части сопротивления. Значение измеряемого магнит20 ного поля И определяют по формуле:

Н =.

Рт

Н, 2.".

25 где р=1/9,б 10 3 — период осцилляций в обратном поле.

Амплитуда изменения сопроривления датчика имеет тот же порядок величины, что и его сопротивление при комнатной температуре, а

З0 изменение удель-;îãî сопротивления Лр-5.

° 10 — олт см. Поэтому измерения магнитного

386352

Составитель Л. Устинова

Техред Л. Грачева

Редактор С. Хейфиц

Корректор А. Васильева

Заказ 2447/11 Изд. № 1654 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2 поля таким способом относительно просты и вместе с тем весьма точны, Например, сопротивление датчика в магнитном поле порядка

70 кЭ .изменяется за полупериод примерно на

ЗОо о (и более). Поэтому погрешность при измерении магнитного поля с помощью датчика из монокристалла бериллия, имеющего размеры 0,4+0,4Р,5 мм, и потенциометра Р308 не превышает ЛО/Н-5 10 — .

Для стабилизации установленного значения магнитного поля Н напряжение Е, снимаемое с датчика, компенсируется, а разностный сигнал усиливается и подается обычным образом через цепь обратной связи на регулятор силы тока через магнит. Отклонение магнитного поля от установленного значения приводит к появлению разностного сигнала ЛЕ, который через цепь обратной связи .изменяет силу тока, питающую магнит, компенсируя возникшее отклонение.

Предмет изобретения

Датчик напряженности магнитного поля для прецизионного измерения и стабилизации сильных магнитных полей, основанного на зависимости электросопротивления от магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и степени стабилизации магнитного поля, он изготовлен из монокристаллического образца металла, например бериллия, охлажденного до температуры жидкого гелия (или водорода).