Устройство для измерения напряженности магнитного поля

Устройство для измерения напряженности магнитного поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 648921

/ - а

f, Ъ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.0375 (21) 2115954/18-25 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет Опубликовано 250279 Бюллетень №

Дата .опубликования описания 25,0279 (51) М. Кл.

G 01 R 33/00

6 01 R 33/02

Государственный комитат

СССР о делам изобретений и открытий (б@) УДК 621.317 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.П.Сондаевский и В.В.Уздовский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к приборам для измерения переменных магнитных полей.

Известно устройство для измерения.переменных магнитных полей, со.держащее высоковольтный источник тока, измеритель напряжения, магнитоуправляемый контакт, подключенный к высоковольтному источнику тока. Устройство характеризуется сложностью измерительной схемы (1) .

Известно устройство для измерения переменных магнитных полей, включающее генератор с усилителем мощности, две скрещенные катушки индуктивности, тонкую магнитную пленку, фазовращатель, съемный и компенсирующий витки, магнитопровод, усилитель разностной частоты с детектором (21.Данное устройство имеет сложную конструктивную"схему.

Наиболее близким техническим решением является устройство, включающее твердотельный преобразователь, сопротивление нагрузки и источник питани я 13)".

Цель предлагаемого изобретенияповыиение точности измерения путем преобразования напряженности поля в последовательность импульсов с час\ тотой повторения, пропорциональной угловой скорости вращения шнура тока в присутствии измеряемого поперечного магнитного поля.

ДлЯ этого преобразователь выполняют в виде плоского диода, состоя. щего из полупроводникового материала с S-образной вольт-амперной характеристикой и примыкающих к нему концентрических электродов, из которых по крайней мере один снабжен выступами, равномерно расположенными по кромке окружности, обращенной к другому, при этом один из электродов подключен к сопротивлению нагрузки, а другой - к источнику постоянного напряжения.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — S-образная вольтамперная характеристика диода; на фиг. 3 приведены временные диаграммы последовательности импульсов, генерируемых устройством при перемещении шнура тока для двух различных внешних переменных магнитных полей на фиг. 4 изображена модификация схемы предлагаемого устр..йcтвa.

Предлагаемое устройстьо для измерения напряженности магнитного поля

648921 содержит диод 1 с S-образной вольтамперной характеристикой, в качестве которого могут быть использованы диоды на основе кремния, германия, аРсенида,галия, вольт-амперная характеристика которых деформируется при изменении ширины области между электродами, электроды 2 и 3 диода 1, источник 4 питания, нагрузочное сопротивление 5 в цепи питания диода 1, шнур 6 высокой плотности тока, источник 7 постоянного однородного маг- l0 нитного поля, направленного к плоскости диода 1.

Ба фиг. 4 изображена модификация предлагаемого устройства.

Устройство содержит диод 8 с S- 15 образной вольт-амперной характеристикой, центральный круговой электрод

9 диода 8, источника 10 питания, сопротивление 11 в цепи питания, шнур

12 высокой плотности тока, источник р(}

13 однородного постоянного магнитного поля, секции 14 и 15 кольцевого электрода 9 диода 8, нагруэочные сопротивления 16 и 17, подключенные к соот.ветствующим секциям кольцевого элект- 5 рода 9 диода 8.

Устройство для измерения переменного магнитного поля работает следующим образом.

Диод с S-образной вольт-амперной

30 характеристикой находится в режиме с высокой проводимостью (вертикальный участок вольт-амперной характеристики}, при этом в нем образуется шнур высокой плотности тока. Шнур тока под действием постоянного магнитного поля, создаваемого источником постоянного магнитного поля, перемещается между концентрически расположенными электродами диода с пос- 40 тоянной скоростью, которая определяется величиной постоянного магнитного поля. При прохождении шнуром тока области с периодически изменяющейся шириной базы на выходе генерирует-O ся импульс напряжения, амплитуда и длительность которого определяются изменением ширины базы диода. При изготовлении диода с S-образной вольтамперной характеристикой иэ кремния 50 с глубокими уровнями золота, с удельным сопротивлением 5 ° 10 ом.ом для изменения ширины базы диода в 50 мкм амплитуда генерируемых импульсов будет составлять 5 в. Изменяя конфигу- 85 рацию одного из электродов диода с

8-образной вольт-амперной характеристикой, используя различные материалы для ее изготовления, можно получить

Импульсы нужной длительности и амплитуды. Таким образом, в отсутствии внешнего переменного магнитного поля на выходе. устройства генерируется серия импульсов заданной частоты, ко торая определяется скоростью движения шнура тока в постоянном магнитном 68 поле, создаваемом источником постоянного магнитного поля. При изготовлении устройства для измерения переменного магнитного поля в виде модификации приведенной на фиг. 4, вместо диода с S-образной вольт-амперной характеристикой могут быть использованы также и другие приборы с S-образной вольт-амперной характеристикой, в которых может образовываться шнур вы-. сокой плотности тока (например, четырехслойные типа р-п-р-п, аморфные и т.д.). Причем секционирование кольцевого .электрода позволяет получать на выходах устройства серии импульсов сдвинутых по фазе на 180О.

Увеличивая число секций кольцевого электрода с двух до и можно получать серии импульсов сдвинутых по фазе на 360 /п. Шнур тока под действием поперечного постоянного магнитного поля, создаваемого источником постоянного магнитного поля, также, как и в устройстве, изображенном на фиг. 1, движется с постоянной скоростью, приводя к генерации на выходах 2 серии импульсов заданной частоты.

При наличии переменного-:магнитного поля скорость движения шнура тока, движущегося в постоянном магнитном поле, увеличивается пропорционально квадрату амплитуды переменного магнитного поля. .Таким образом, при наличии внешнего переменного магнитного поля увеличивается скорость движения шнура, а следовательно, и частота импульсного сигнала, генерируемого устройством. Частотный диапазон измеряемых устройством переменных магнитных полей ограничен сверху величиной обратного времени жизни носителей, что составляет сотни мегагерц, а нижний предел определяется обратным временем прохождения шнуpoì расстояния порядка стенки шнура тока и .может лежать в килогерцевой (единицы, десятки килогерц) или в герцевой (сотни герц) области в зависимости от типов используемых диодов с S-образной вольт- амперной характеристикой для изготовления устройств данного типа.

Использование диода с S-образной вольт-амперной характеристикой, в котором образуется шнур высокой плотности тока, в твердотельном устройстве для измерения переменного магнитного поля позволяет упростить схемную конструкцию, технологию изготов.ления, допускает миниатюризацию устройств данного типа.

Формула изобретения

Устроиство для измерения напряженности магнитного поля, содержащее твердотельный преобразователь, сопротивление нагрузки н источник пи648921 дикаР

Риг. Ю тания, отличающееся тем, что, с целью повышения точнос-ти измерения путем преобразования напряженности поля в последователь ность импульсов с частотой повторения, пропорциональной угловой скорости вращения шнура тока в присутствии измеряемого поперечного магнитного поля, преобразователь выполнен в виде плоского диода, состоящего из полупроводникового материала с S-образной вольт-амперной характеристи- 10 кой и примыкающих к нему концентрических электродов, из которых по крайней мере один снабжен выступами, равномерно расположенными по кромке окружности, обращенной к другому,при этом один иэ электродов подключен к сопротивлению нагрузки, а второй - к источнику постоянного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство „ССР

Ì 363055, кл. G R 33/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 322738, кл С 01 К 33/00, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

9 448404, кл. G 01 R 33/00, 1974.

648921

Фиг.4

Составитель Н.Шпиньков

Техред С ° Мигай КорректорЕ.Папп

Тираж 696 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. д. 4 5

Редактор Б..Павлов

Заказ 5 /43 с 0" l

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