Устройство для измерения постоянного магнитного поля

 

г. Э, у « с; .

7 ; ч . a g с р;

"<- юЫ q . (72) Авторы изобретения

П.А. Назаров и А.Т. Аблаев

511, A JJ Q Qfg

2 (71) Заявитель

Туркменский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО

МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к магнитным измерениям и может использоваться для измерения магнитных полей в широком ди1апаэоне изменения температуры окружающей среды.

По основному авт.св. Н 892383 известно устройство для измерения постоянного магнитного поля, содержащее последовательно соединенные усили" тель, регистрирующий прибор и индукционные катушки, намотанные на ферромагнитные концентраторы магнитного поля, с расположенным между ними магниторезистором, а также делитель напряжения. Для повышения чувствительности и точности измерения при широком диапазоне изменения температуры окружающей среды ферромагнитные концентраторы магнитного поля выполнены охватывающими с обеих сторон только часть поверхности магниторезистора, третий электрод которого расположен а гоанице площади магниторезистора, охваченной ферромагнитными концентраторами, а выход усилителя подключен к третьему, электроду магниторезистора и средней точке делителя напряжения (1 j.

Однако известное устройство обла" дает погрешностью вследствие того, что при изменении температуры окружающей среды не одинаково изменяются сопротивления верхней и нижней частей магниторезистора из-за неодинакового изменения температуры верхней и нижней части магнитореэистора. Это вызвано тем, что коэффициент теплопроводности Воздуха намного меньше аналогичного коэффициента ферромагнит. ного концентратора магнитного поля, и вследствие этого рассеивающая теп-.

1 ловая мощность с части магниторезисго тора, охваченного воздухом меньше, чем с части магниторезистора, охваченного ферромагнитным концентратором.

9536

Поэтому при измерении малых величин постоянных магнитных полей при значительном изменении температуры окружающей среды эта погрешность получается соизмеримой с полезным сигналом.

Цель изобретения - повышение точности измерения при широком диапазоне изменения температуры окружающей среды. 10

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения постоянного магнитного поля, содержащее последовательно соединенные усилитель, регистрирующий прибор и ин- 15 дукционные катушки, намотанные на ферромагнитные концентраторы магнитного йоля с расположенным между ними магниторезистором, а также делитель напряжения и ферромагнитные кон- 20 центраторы магнитного поля, выполненные охватывающими в обеих сторон только часть поверхности магниторезистора, третий электрод которого расположЕн на границе площади магниторезистора, 25 охваченной ферромагнитными концентраторами, первый выход усилителя подключен к третьему электроду магниторезистора, а второй " к средней точке делителя напряжения, введены не- 0 магнитные стержни, охватывающие с обеих сторон часть поверхности магниторезистора, другую же часть поверхности магниторезистора с обеих сторон охватывают ферромагнитные концентраторы, третий электрод магниторезистора расположен на границе площадей магниторезистора, охваченных ферромагнитными концентраторами и стержнями из немагнитного материала, 40

На чертеже. приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Трехэлектродный магниторезистор 1

45 размещен в зазоре между ферромагнитными концентраторами 2, состоящими из двух половин. Немагнитный стержень 3 также состоит из двух половин с близким коэффициентом теплопереда50 чи ферромагнитных стержнеи. ферромагнитные концентраторы 2 выполняются таким образом, что они охватывают только половину поверхности магниторезистора 1, другую половину поверхности которого охватывают немагнит55 ные стержни 3. Третий электрод припаивается к середине магниторезистора 1 на границе площадей, охваченных

05 4 фе ррома гни тными концентраторами 2 и немагнитными стержнями 3 из немагнитного материала. На половинах ферро. магнитных концентраторов 2 расположены индукционные обмотки 4, которые подключаются к выходу усилителя 5 последовательно с регистрирующим прибором 6, показания которого пропорциональны измеряемому магнитному полю. Выходной, сигнал усилителя сни" мается от среднего электрода магниторезистора 1 и средней точки делителя напряжения, выполненного из термостабильных резисторов 7 и 8. Иагниторезистор 1 и делитель напряжения включаются к выходу источника 9 питания.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии измеряемого магнитного поля мост, плечами которого являются термостабильные резисторы 7 и 8 и сопротивления верхней и нижней части (от среднего электрода) магниторезистора 1, уравновешен и на входе усилителя 5 сигнал отсутствует.

При помещении магниточувствительного элемента в измеряемое маг" нитное поле равновесие моста нару- . шается, Так как магнитный поток в основном будет пронизывать только верхнюю часть магниторезистора 1 и, следовательно, увеличится сопротивление верхней части магниторезистора. При этом появится сигнал на входе усилителя 5, выходной сигнал которого через регистрирующий прибор 6 подается на индукционные обмотки 4 °

Поле, создаваемое этими обмотками, используется для компенсации измеряемого магнитного поля.

Ток в индукционных обмотках 4 будет увеличиваться до тех пор, пока измеряемое магнитное поле в зазоре не будет равным полю тока индукционных обмоток и, следовательно, не наступит. равновесие моста. При измене" нии температуры окружающей среды изменяется общее суммарное сопротивление магниторезистора 1. Однако вследствие того, что при изменении температуры окружающей среды практически одинаково изменяютсл сопротивления верхней R „е и нижней К „ части от среднего электрода магниторезистора, соотношение этих сопротивлений В / не изменяется при широком диапазоне изменения температуры окружающей среформула изобретения

Устройство для измерения постоянного магнитного поля,по авт.св.

io N 892383,отличающееся тем, что, с целью повышения тонности измерения в широком диапазоне изменения температуры окружающей среды, в него введены немагнитные стержни, охватывающие с обеих сторон часть поверхности магниторезистора, другую же часть поверхности магниторезистора с обеих сторон охватывают феррбмагнитные концентраторы, третий электрод магниторезистора расположен на границе площадей магнитореэистора, охваченных ферромагнитными концентраторами и стержнями из немагнитного материала.

25 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 889922338833, кл. 601K 33/06.

ВНИИПИ Заказ 6272/75 Тираж 717 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 95 ды. Это объясняется тем, что коэффициенты теплопередачи ферромагнитного концентратора 2 магнитного поля и немагнитного стержня 3 практически одинаковы и поэтому джоулево тепло, вызванное протеканием тока через магнитореэистор, рассеивается с обеих частей поверхности магнитореэистора практически одинаково, вследствие чего одинаков перегрев обоих частей магниторезистора и практически одинаково изменяются сопротивления верхней и нижней части магнитореэистора.

Таким образом, при изменении температуры окружающей среды равновесие моста не нарушается, так как условие равновесия моста имеет вид

Кмв 9q

R H RB гдето и g, - сопротивления соответст мн венно верхней и нижней частей магниторезистора 1; и @ - сопротивления плеч мос7 та, образованных термостабильными сопротивлениями 7 и 8.

3605 6

Следовательно изменение температуры окружающей среды не вносит погрешность при измерениях, особенно слабых постоянных магнитных полей и, следовательно, повышает точность измерения,