Датчик холла
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (> Союв Советских Социалистических Рва облик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 11.07.79 (21) 2795582/18-21 (53)M. Кд. с нрисоединением заявки РЙ (23)Приоритет .— G О) R 33/06 Экуаарстеенай кеиитет СССР вв авва веееретеник в вткритв11 Опубликовано 23.04.81. Бюллетень М 15 Дата опубликования описания 25.04.81 (5З) ДК 621 317, ° 44 {088.8) (72) Автор изобретения Г. Ф. Игнатьев (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ХОЛЛА Изобретение относится к электронике, вычислительной технике и автоматике и может быть использовано для преобразования двух входных электри" ческих величин в выходное напряжение, 5 пропорциональное их произведению, с использованием эффекта Холла, в частности в перемножителях и в других преобразователях. Известны датчики Холла, которые представляют собой пластины, выполненные из полупроводникового материала и снабженные токовыми и холловскими электродами )I) .. Недостатком датчика является низкая чувствительность. Известен также датчик Холла, содержащий полупроводниковый элемент в виде пластины с токовыми и холловскими электродами и соленоидную обмотку (2 . Однако указанный датчик Холла обладает следующими недостатками: сравнительнО небольшим коэффициентом преобразования из-за малого объема полупроводникового элемента, находящегося в магнитном поле, и, кроме того, между телом полупроводникового элемента и соленоидной обмоткой имеется сравнительно большая паразитная емкостная связь ° Цель изобретения — повышение чувствительности и точности. Указанная цель достигается тем, что.датчик Холла, содержащий полупроводниковый элемент с двумя токовыми и двумя холловскими электродами и соленоидную обмотку, снабжен согласующим трансформатором в виде сердечника с двумя обмотками, одна из которых и соленоидная обмотка выполнены в виде объемного витка, внутри которого расположен полупроводниковый элемент, выполненный в виде кольца радиального .прямоугольного сечения, токовые электроды .которого расположены на торцовых поверхностях кольца, а два холловских электрода расположе3 824086 ны соответственно на внутренней и наружной поверхностях кольца. Кроме того, объемный виток выполнен в ниде тороида иэ двух коаксиально расположенных токопроводящнх цилиндров, соединенных с обоих торцов металлическими пластинами, а полупроводниковый элемент и сердечник согласующего трансформатора установлены иа внутреннем цилиндре объемного витка. На фиг. 1 изображен предлагаемый датчик Холла, общий вид; на фиг. 2— полупроводыиковый элемент этого датчика. 15 Датчик Холла содержит полупроводниковый элемент 1, выполненный в форме кольца. Кольцо в радиальном сечении имеет прямоугольную форму. На торцовых поверхностях .этого кольца расположены токопроводящие слои 2 и 3 с выводами 4 и 5, являющиеся токовыми электродами. На внутренней и внешней поверхностях укаэанного полупроводникового элемента 1 (кольца) расположены токопроводящие слои 6 и 7 с выводами 8 и 9, являющиеся холловскими электродами. Полупроводниковый элемент 1 и тороидальный согласующий трансформатор с сердечником 10 и намотанной на него обмогкой 11 с выводами 12 и 13 размещены между стенками двух коаксиально расположенных цилиндров !4 и 15. Цилиндры 14 и 15 замкнуты между собой с обоих торцов металлическими пластинами 16 и 17, образуя замкнутый объемный виток. Причем, полупроводниковый элемент 1 и сердечник 10 40 тороидального трансформатора надеты на внутренний цилиндр 14 указанного объемного витка. В стенке внешнего цилиндра 1 5 и в торцовой пластине 16 имеются отверстия для выводов 12 и 13 обмоткн 11 и для выводов 4 и 5, 8 и 9 полупроводникового элемента 1. Между полупроводниковым элементом 1 v сердечником 10 тороидальногo трансформатора расположена дисковая токопрово" S0 дящая пластина 18, контактирующая с внешним цилиндром 15. Токопроводящие слои 2 и 3 покрывают собой торцовые поверхности полупроводникового элемента 1 (кольца), а токопроводящие слои 6 и 7 покрывают собой его внута реннюю и внешнюю поверхности. Устройство работает следующим образом. Электрический сигнал, подлежащий преобразованию, подается на многовитковую обмотку 11 согласующего трансформатора и возбуждает в его сердечнике lO переменное магнитное поле. В результате этого на концах внутреннего цилиндра 14 возникает ЭДС, которая вызывает электрический ток в объемном витке, образованном стенкой данного цилиндра 14, пластиной 16, стенкой цилиндра 15 и пластиной 17. Укаэанный объемный виток коротко замкнут, и ток, протекая по нему, возбуждает внутри данного объема переменное магнитное поле. Это поле воздействует на полупроводниковый элемент 1 датчика, и при подаче напряжения на его токовые электроды вызывает появление ЭДС на холловских электродах. Таким образом-, указанный объемный виток является вторичной короткозамкнутой обмоткой согласующего трансформатора и соленоидной обмотки источника магнитного поля, воздействующего на полупроводниковый элемент 1 Формула изобретения Датчик Холла, содержащий полупроводниковый элемент с двумя токовыми и двумя холловскими электродами и соленоидную обмотку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, он снабжен согласующим трансформатором, в виде сердечника с двумя обмотками, одна из которых и соленоидная обмотка выполнены в виде объемного витка,. внутри которого расположен полупроводникгэвый элемент, выполненный в виде кольца радиального прямоугольного сечения, токовые электроды которого расположены на торцовых поверхностях кольца, а два холловскнх электрода расположены соответственно на внутренней и наружной поверхностях кольца. 2. Датчик Холла по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что объемный виток выполнен в виде тороида из двух коаксиально расположенных токопроводящих цилиндров, соединенных с обоих торцов металлическнгли пластинами, а полупроводниковый элемент и сердечник согласующего трансформатора установлены на внутреннем цилиндре объемного взятка. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Хомерики О. К. Гальваномагнит-. ные элементы и устройства автоматики 924086 6 .и вычислительной техники. М., "Энер гия", 1975. 2. Авторское свидетельства СССР У 140099, кл. Н 03 В 19/02, 1959. 824086 Составитель ф. Тарнопольская Редактор В. анко Гекред М.Гооннка Корректор И. Шароши Заказ 2101/65 Тираж 732 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4
