Датчик для измерения слабых магнитных полей

 

Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано для изготовления сенсоров. Целью изобретения является расширение диапазона линейности датчика и повышение его чувствительности. Датчик состоит из двух плоских симметричных концентраторов и расположенным между ними датчиком Холла Соотношение толщины концентраторов к толщине и длине 20 - 1000. 3 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (>) 4l С 0 1 R 33/05

® г + (у у,) г) (у — у ) 2) +Q(H ) — lj г в1п(Я",1 . arctg . +

У У (х-х

i=l 4

const), r

1 °

4 где р(Н ) х °, у °

Н о х, у а значения а значения

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4681877/21 (22) 24.04,89 (46) 15.12.91. Бюл. Р 46 (71) Белорусский государственный университет им. В.И.Ленина (72) Л.А. Андарало, И.И. Васильев, В.И. Прокошин и,В.A. Ярмолович (53) 621.317.44(088.8) (56) Заявка Великобритании Р 2137020, кл. Н 01 Z43/04,,1982.

Изобретение относится к техникемагнитных измерений и может быть использовано для измерения слабых магнитных полей (около 10 Тл), а также для определения направления вектора индукции такого поля.

М

П (0(Н„) 14((х -х;) ху .ПГ(х — х )г +

1-l L

1 — относительная магнит.ная .проницаемость материала концентратрра; — координаты особенных точек на пластинах концентратора магнитного потока датчика; координаты центра чувствительности элемента преобразователя Холла, в плоскости ХОУ;

„„SU„„1698854 А 1

2 (54) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ СЛАБЫХ

ИАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ (57) Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано для изготовления сенсоров.

Целью изобретения является расширение диапазона линейности датчика и повышение его чувствительности. Датчик состоит из двух плоских симметричных концентраторов и расположенным между ними датчикам Холла. Соотношение толщины концентраторов к толщине и дпине 20 — 1000. 3 ил., 1 табл.

Целью изобретения является расширение диапазона линейности и повышение чувствительности датчика, а коэффициент усиления датчика определяется из соотношения, зависящего от размеров пластин порядки особенных точек на пластинах концентра тора магнитного потока датчика; — напряженность внешнего магнитного поля; — индукция внешнего маг нитного поля, х, у берутся из таблицы, с получаем из формулы

1698854 с, = (d + 2Ъ) rpe К и Š— полные эллиптические интегралы соответственно первого и второго рода с модулем k ичем диапазон линейности датчика о ределяется соотношением

f с/Ь, где 2с — ширина пластины концентратора магнитного потока датчика;

2Ь вЂ” длина пластинь1 концентратора магнитного потока датчика, и, кроме того, значейие ширины пластины выбирается больше . ее длины, а толщина пластины концентратора магнитного потока намного меньше его длины и ширины а((b, а ((с.

На фиг. 1 представлен датчик. Дат-. чик состоит из пластин концентрато ров 1 и 2 магнитного потока и помещенного между пластинами датчика 3 30

Холла. Приведенные математические формулы верны для расположения преобразователя Холла как в геометрическом центре торцов пластин, так и в других точках указанных торпов Одна- 35 ко оптимальными характеристиками датчик обладает при расположении преобразователя в геометрическом центре фигуры, образованной сверху торцом концентратора 1, а снизу торцом кон- 40 центратора 2 и являющейся прямоуголькым параллелепипедом (на фиг. 2 она затушевана).

Максимальный сигнал с датчика получается при расположении внешнего магнитного поля В (фиг. 1). На фиг. 2 приведен вид характеристики датчика В* = Г(В ), где  — индук ция в нешне r о магнитного о поля, измеряемого датчиком;

В* — выходной сигнал датчика в пересчете на индукцию.

На фиг. 3 представлена картина изолиний индукции датчика вблизи между концентраторами магнитного потока.

Формула изобретения

t I

Датчик для измерения слабых магнитных полей, содержащий преобразователь Холла, расположенный в воздушном зазоре между концентраторами магнитного потока, изготовленными из материала с высокой магнитной проницаемостью, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазо" на линейности и повышения чувствительности датчика, концентраторы магнитного потока выполнены в виде двух симметричных плоских пластин прямоугольной формы, толщина которых равна размеру чувствительной зоны преобразователя холла, а значения отношений ширины пластины к толщине и высоты пластины к толщине выбираются в пределах 20 — 1000.

N п/п х

У;

-а

Ф а/2

-а/2

"/2

-а/2 а/2

-а/2 а/2

-а/2

Примечание . 2а — толщина пластины концентратора магнитного потока датчика;

2Ъ вЂ” длина пластины концентратора магнитного потока датчика;

2d — зазор между пластинами концентратора магнитного потока датчика.

2

4

6

8

11

12

13

14

16

17

18

19

d

-d с; с;

-с

d+2b

d+2b — (d + 2Ь) -(с1 + 2Ь) d+2b с1 + Ь/2

-(d + Ь/2) -(й + Ь/2) и + 3/2Ь

d + 3/2b

-(d + 3/2Ъ) -(d + 3/2Ъ) 1/3

1/3

1/3

1/3

-1/2

-1/2

-1/2

-1/2

i/3

1/3

1/3

1/3

-1/12

-1/12

-1/12

-1/12

-",/12

-1/12

-1/12

- 1/12

1698854

1698854

Ю /е Р

Составитель А. Романов

Техред А,Кравчук Корректор ". Ревская .едактор А. Калениченко

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4395 Тираж Подписное

BHHHIIH l o"óäàðñòâåííoão комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раутпская наб., д . 4/5