Датчик градиента напряженности магнитного поля

 

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<п788060

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.0577 (21) 2487565/18-21 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Опубликовано 151280 Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 15.12.80 (51) M. К,. .

G R 33/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317 . 4 4 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

С.С.Суханов, И.Н.Сапранков и A A Ìóðàäoâ

Физико-технический институт AH Туркменской CCP (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ГРАДИЕНТА НАПРЯЖЕННОСТИ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к магнитным измерениям, а более конкретно - к измерениям градиента напряженности магнитного поля. Оно может быть приМенено при исследовании постоянного магнитного поля, а также в магнитной дефектоскопии.

Известны датчики градиента магнитного поля, содержащие две пары электродов, одна из которых расположена на торцовых гранях датчика, а вторая на противоположной стороне пластины и смещена относительно центра симметрии пластины (1).

Однако этот датчик имеет недоста- 15 точную чувствительность.

Цель изобретения — повышение чувствительности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в датчик, содержащий полупровод- 20 никовую пластину, симметричную относительно двух ортогональных осей, и две пары подключенных к ней электродов, одна из которых размещена на продольных торцах пластины симметрич- 25 но продольной оси .симметрии„ введен пятый электрод, расположенный в цен тре пластины, а два электрода второй пары — в тсчках, смещенных относительно осей симметрии пластины н 3Q расположенных симметрично относительно ее центра.

На чертеже схематически изображен датчик.

Датчик представляет собой полупроводниковую пластину 1, токовые электроды 2 и 3 подсоединенные к противоположньм торцовым граням датчика, токовый электрод 4 расположен в точке пересечения продольной и поперечной осей симметрии пластинь1,холловские электроды 5 и 6 разнесены Иа равные расстояния от поперечной оси симметрии пластины и размещены на противоположных гранях датчика.

Датчик работает следующим образом.

Токовые электроды 2 и 3 соединяют между собой, источник питания 7 присоединяют к электродам 2 и 3 и электоду 4. В случае симметрии пластины через пластину 1 датчика протекают два равных управляемых тока, направления которых указаны на чертеже. При отсутствиы магнитного поля (Н=О) на электродах 5 и б имеются два приблизительно равных по величине и по знаку потенциала, поэтому разность потенциалов, снимаемых с холловских электродов 5 и б,будет близка к нулю,т.е.вели.чина нулевого сигнала датчика будет

788060 минимальна. Следовательно,сопротивле . ние небаланса В этого датчика имеет минимальное значение.

При воздействии на датчиК исследуемого неоднородного магнитного поля с напряженностью вблизи холловских .электродов Н и Н (как показано на чертеже) на холловских электродах 5 и 6 датчика появляются холловские ДС "х 1x пенсации внутри датчика, вследствие аналогичной температурной зависимости участков датчика.

Сопротивление между электродами (Р ) предлагаемого датчика, можно представить в виде следующего выражения

13 713(т) В общем случае данные функциональной зависимости могут быть аппроксимированы и записаны в виде г =QCH3(4+CL ;Т)

Так как симметричные области датчика находятся в одинаковых температурных условиях, а сам датчик изготовлен из одного кристалла в едином технологическом цикле, то температурная зависимость будет близка к зависимости г, что позволяет поддерживать минимальной величину нулевого сигнала, снимаемого с электродов 5 и 6. где к, Й

3Q — постоянная Холла; — толщина пластины датчика

- величина управляемого тока через датчику

- значения напряженности исследуемого магнитного поля в укаэанных точках. благодаря расположению холловских электродов 5 и б на расстоянии Е на противоположных боковых гранях датчИка и в силу нечетности эффекта Холла, с 33 этих электродов снимается разность холловских ЭДС, пропорциональная градиенту исследуемого магнитного поля.

Сормула изобретения

Датчик градиента напряженности магнитного поля, содержащий полупроводни ковую пластину, симметричную относительно двух ортогональных осей, и две пары подключенных к ней электродов, одна из которых размещена на продольных торцах пластины симметрично продольной оси симметрии, о т л ичающий с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введен пятый электрод, расположенный в центре пластины, а два электрода второй пары — в точках, смещенных относительно осей симметрии пластины и расположенных симметрично относительно ее центра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР .Р 340987, G 01 R 33/06 1970 ° где В - расстояние между холловскими электродами 5 и 6. 3$

Ввиду того что нулевой сигнал датчика будет минимальным, то температурная нестабильность нулевого сигнала будет также минимальна. ЕромЕ то- 4О го, в предложенном датчике уменьшение температурной нестабильности нулевого сигнала наблюдается .за счет термоком788060, Составитель, Е. Данилина

Теиред А. Ач Корректор Н. Стец

Редактор Т. Веселова

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

Заказ 8346/54 Тираж 1019 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, E-35, Раушская наб., д. 4/5